Das Projekt "Teilvorhaben: Ultra Low Power Elektronik mit Tunnel-Feldeffekttransistoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Peter Grünberg Institut, PGI-9: Halbleiter-Nanoelektronik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Vorrangiges Ziel des Teilvorhabens ist, Band zu Band Tunnel-Feldeffekttransistoren (TFET), neue energieeffiziente Schalter der 'More than Moore' Kategorie, zu erforschen und deren Leistungsfähigkeit für ultra low power Anwendungen zu eruieren. Hierfür werden in Zusammenarbeit mit den Partnern RWTH Aachen und TU München einfache logische Schaltungen realisiert und TFETs in eine Sensoranwendung integriert. Es wird erwartet, dass die TFETs auch noch bei Betriebsspannungen um 0.25 V arbeiten, was für batteriebetriebene und energie-autonome Geräte ein enormer Vorteil wäre. 2. Arbeitsplanung FZJ wird sich auf die Herstellung der neuen Materialien (SiGe, GeSn usw.) und die Prozessierung und Charakterisierung der TFET konzentrieren, wobei wegen der Neuheit verschiedene Bauelementearchitekturen (planar, vertikal und Nanodraht) entwickelt und für Anwendungen optimiert werden. Die Integration von neuen Halbleitern mit viel kleinerer Bandlücke als Silizium ist notwendig, um ausreichend hohe Ausgangsströme zu erreichen. Die FuE-Arbeiten werden mit Simulationsrechnungen unterstützt. In Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen wird ein planarer TFET für einen Drucksensor entwickelt und integriert. Die logischen Schaltungen werden in Kooperation mit TU München entwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: TFET-Schaltungstechnik für analoge, digitale und Mixed-Signal-Schaltungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Lehrstuhl für Technische Elektronik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Teilvorhabens ist die Schaffung einer TFET-Schaltungstechnik. Dies ist nötig, da die klassischen CMOS-Schaltungen nicht einfach übernommen werden können und nur mit einer eigenen Schaltungstechnik die angestrebte niedrige Verlustleistung zu erreichen ist. 2. Arbeitsplanung Für TFETs, Verbindungstrukturen und Sensoren werden zusammen mit FZJ und RWTH Kompaktmodelle erstellt. TUM wird damit analoge, digitale und Mixed-Signal-Schaltungen inklusive Verdrahtung und Layout entwerfen, die für niedrigste Verlustleistung und Robustheit gegenüber Parameterschwankungen optimiert sind. Zusammen mit den Partnern wird untersucht, wie Bauelementeparameter und Schaltungseigenschaften zusammenhängen und die TFETs sowie das Layout entsprechend optimiert werden können. Diese Abhängigkeiten werden in den Modellen enthalten sein. Ausgewählte Benchmark-Schaltungen werden in CMOS- und TFET-Ausführung optimiert und verglichen. Für TFET-basierte Sensoren werden anhand von Daten der Partner die Anforderungen an die analogen Schaltungen ermittelt, diese entworfen und optimiert. Die beste Topologie sind voraussichtlich Schaltungen, die den Sensor direkt im Verstärkereingang einbinden, womit ein gutes Signal-zu-Rausch-Verhältnis und hohe Präzision erreicht wird. Zur experimentellen Verifikation aller genannten Schaltungen werden Teststrukturen entworfen, die mit einfachen Messungen die wichtigen Parameter liefern. Nach Vergleich mit der Simulation werden die Modelle gegebenenfalls angepasst.