@PhdThesis{duepublico_mods_00005056,
  author = 	{Daumann Dr., Walter},
  title = 	{InP-Heterostruktur-Feldeffekttransistoren mit elektronenstrahldefinierten Gate-Kontakten},
  keywords = 	{Transistoren; HFET; Dual-Gate; Elektronenstrahllithographie; Kurzkanaleffekt; InP},
  abstract = 	{Die vorliegende Arbeit behandelt schwerpunktm{\"a}{\ss}ig die Technologie und Charakterisierung von Single- und Dual-Gate- InAlAs/InGaAs/InP Heterostruktur-Feldeffekt-Transistoren f{\"u}r Gate-L{\"a}ngen im unteren Submikron Bereich (90 nm < LG < 400 nm). Auf der Basis bereits ausreichend erprobter Transistorschichten ist die vorliegende Arbeit als wissenschaftlicher Beitrag zu verstehen, der die Optimierung der o.g. Bauelemente nahezu ausschlie{\ss}lich mit Methoden der Strukturierungstechnik verfolgt. Die Charakterisierung der hergestellten HFET umfa{\ss}te sowohl das Gleich- als auch das Wechselspannungsverhalten. Die Hochfrequenzcharakterisierung basierte dabei auf der Kleinsignalparameteranalyse einschlie{\ss}lich der Kleinsignalersatzschaltbildbestimmung im Frequenzbereich 45 MHz < f < 40 GHz. F{\"u}r die Herstellung der Bauelemente und hierbei insbesondere f{\"u}r die der Gate-Kontakte (sogenannte T-Gate oder Mushroom-Gate-Kontakte) wurde die Elektronenstrahllithographie als zentrales Strukturierungswerkzeug eingesetzt. Dabei sind eine im Fachgebiet neu beschaffte Belichtungsanlage erstmals in Betrieb genommen, und s{\"a}mtliche dazu notwendigen Lithographieprozesse entwickelt worden. Als herausragendes Resultat dieses Teils der Arbeit konnte dabei ein v{\"o}llig neuartiges Belichtungsverfahren erfolgreich vorgestellt werden. Auf der Basis detaillierter Untersuchungen zur Abh{\"a}ngigkeit der Proximity-Funktion Pf(r) von der Elektronen-Beschleunigungsspannung Uacc im Fotoresist gelang die Entwicklung eines Lithographieprozesses f{\"u}r Mushroom-Gate-Kontakte bei extrem niedrigen Werten von Uacc = 10 kV. Durch die gleichzeitige Optimierung des Fotoresist-Systems konnte dar{\"u}ber hinaus die in der Literatur f{\"u}r Mushroom-Gate-Kontakte bekannte aufwendige Mehrfachbelichtung erstmals erfolgreich auf einen einzelnen Belichtungsschritt zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Funktionst{\"u}chtigkeit des neu entwickelten Verfahrens konnte anhand von realen Bauelementdaten demonstriert werden. Die mit Hilfe dieser Technik hergestellten Single-Gate HFET (LG = 0.2 {\textmu}m) zeigten Grenzfrequenzen von fT = 126 GHz bzw. fmax = 204 GHz. Auch die in der Literatur bekannten Mehrfachbelichtungsprozesse f{\"u}r T-Gate-Kontakte wurden im Rahmen dieser Arbeit optimiert. Auf der Basis einer HFET-Schicht mit sehr guten Transportdaten gelang dabei durch die Einf{\"u}hrung eines Doppelbelichtungsprozesses die Herstellung von 0.2 {\textmu}m-Single-Gate HFET mit Grenzfrequenzen von fT = 181 GHz und fmax = 224 GHz. In bezug auf die Transitfrequenz z{\"a}hlt der erzielte Wert bis zum Zeitpunkt dieser Arbeit zu den Weltbestdaten. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit bildete die Herstellung und Charakterisierung von Dual-Gate HFET in bezug auf die Sto{\ss}ionisation, deren Auftreten infolge der Steuer-spannungen f{\"u}r InAlAs/InGaAs/InP-HFET typisch ist. Eine ausf{\"u}hrliche Analyse sowohl des Gleich- als auch Wechselspannungsverhaltens von Dual-Gate HFET-Kaskoden lieferte erstmals Kenntnisse dar{\"u}ber, die Sto{\ss}ionisation im Bauelementkanal lokal mit Hilfe des zweiten Gate-Kontaktes gezielt zu beeinflussen. Hierbei konnte richtungsweisend ein neuer Transistortyp entwickelt werden, der f{\"u}r UG2S = 0 V erstmals eine lokale Unterdr{\"u}ckung der Sto{\ss}ionisation im Kanalbereich unterhalb des mit dem hochfrequenten Signals beaufschlagten ersten Gate-Kontaktes erm{\"o}glichte. In einem ansonsten f{\"u}r Single-Gate HFET in bezug auf die Sto{\ss}ionsation kritischen Arbeitspunkt (UG1S = - 0.5 V, UDS = 3 V) konnten so beim Dual-Gate HFET sehr gute Bauelementdaten erzielten werden (fT = 112 GHz, fmax = 253 GHz, Fmin = 1.01 dB @ 12 GHz, Rn = 40.5 W). Schlie{\ss}lich konnte die Funktionst{\"u}chtigkeit der f{\"u}r die Herstellung von Dual-Gate-HFET entwickelten Prozesse insgesamt durch hervorragende Bauelementdaten belegt werden. F{\"u}r 0.1 {\textmu}m Dual-Gate HFET sind Weltbestdaten in bezug auf die Hochfrequenzeigenschaften erzielt worden (fT = 141 GHz bzw. fmax = 350 GHz).},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00005056},
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