Siliciumcarbid – eine Chance für die Halbleiter-Industrie

Dr. Heinz Mitlehner, „Erfinder des Jahres 1997“, zu Gast an der Universität

Er gilt in Deutschland als einer der Pioniere von elektronischen Bauelementen aus Siliciumcarbid (SiC), die seit etwa vier Jahren den Halbleiter-Markt erobern: Dr. Heinz Mitlehner. Der Projektleiter bei SiCED Erlangen, einer Tocherfirma von Siemens und Infineon, ist am 8. Januar 2004 an der Professor für Leistungselektronik und elektromagnetische Verträglichkeit der TU Chemnitz zu Gast. Dr. Mitlehner, den Siemens 1997 zum Erfinder des Jahres kürte, spricht ab 15.30 Uhr im Hörsaalgebäude der TU Chemnitz an der Reichenhainer Straße, Raum N 101, über den aktuellen Stand der Forschung und Entwicklung von SiC- Bauelementen.

Zum Hintergrund: Siliciumcarbid (SiC) ist eine Silicium- Kohlenstoffverbindung, die in der Vergangenheit insbesondere als Schleifmittel und als feuerfester Werkstoff zum Einsatz kam. Zunehmend findet Siliciumcarbid jedoch Interesse als Halbleitermaterial, besonders für Hochtemperaturelemente (einsetzbar über 500 ºC) sowie für Hochspannungsanwendungen. SiC kann sehr hohe elektrische Felder aufnehmen und als Halbleiter um ein Vielfaches dünner ausgelegt werden. Das ermöglicht, die durch den Halbleiter verursachten Stromverluste drastisch zu senken. Beispielsweise können so in einer Motorsteuerung die Verluste um 60 Prozent reduziert werden. Etwa die Hälfte allen Stroms geht heute in elektrische Motoren, und so lässt sich in einer vorsichtigen Schätzung ausrechnen, dass 1,5 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs eingespart werden könnten, wenn Siliciumcarbid in breitem Umfang eingesetzt wird.

In Anwendungen für kleine Leistung und für hohe Schaltfrequenzen haben sich Produkte aus SiC inzwischen etabliert. Allerdings ist das erst eine kleine Nische. Denn das neue Material hat auch seine Tücken: Nicht nur, dass die Kristallqualität bei weitem noch nicht den Stand von Silicium erreicht hat. Höhere elektrische Felder und damit Energiedichten zu beherrschen, dazu bedarf es auch der Beherrschung neuer physikalischer Effekte und der Entwicklung neuer Technologien.

Der Vortrag von Dr. Heinz Mitlehner wird vor allem darauf eingehen, was getan werden muss und welche neuen Ideen verfolgt werden, damit man mit dem neuen Material auch in den Bereich hoher Leistung vorstoßen kann.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Josef Lutz, Telefon 0371-531-3618