Qualitätssicherung GaN-basierter Hochleistungsbauelemente

Die fortschreitende Digitalisierung in Industrie und privaten Haushalten, die Elektromobilität sowie die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien sorgen für einen zunehmenden Bedarf an effizienten und langlebigen Hochfrequenz- und Leistungshalbleiterbauelementen. Mit High-Electron-Mobility Transistoren (HEMT) auf Basis des Wide-Bandgap-Halbleitermaterials Galliumnitrid (GaN) lassen sich sehr hohe Schaltgeschwindigkeiten bei deutlich reduzierten Verlustleistungen erreichen. Die Herstellung basiert auf neuartigen Prozessen für epitaktisch gewachsene GaN-Substrate auf Silizium, Saphir oder Siliziumcarbid mit Schaltungsaufbauten und ist mit einem entsprechend hohen Analysebedarf für die Prozesscharakterisierung und -qualifizierung sowie bei der physikalischen Fehleranalyse verbunden. HEMT-Transistoren sind im elektrischen Betrieb extrem hohen Temperatur- und Spannungsbelastungen ausgesetzt, was parallel zu dem hier verwendeten direkten Halbleitermaterial zu neuartigen Fehlermoden und Degradationsprozessen führt. Diese müssen identifiziert und beherrscht werden, um die anwendungsspezifischen Anforderungen an Leistung, Qualität und Zuverlässigkeit von III/ V-Bauelementen zu erfüllen.

Wir unterstützen unsere Partner bei:

• mit fundiertem Fachwissen zu Materialeigenschaften, Herstellungsprozessen und Transistoraufbauten sowie entsprechenden Defektmechanismen und Ausfallrisiken
• bei der Aufklärung von prozessbedingten strukturellen Abweichungen und Defektausbildungen
• bei der Ursachenermittlung von elektrischem Fehlverhalten von HEMT-Transistoren
• bei der Entwicklung und dem Einsatz geeigneter Analysemethoden

Unsere Kunden profitieren durch tiefgehende Einblicke in die Mikrostruktur von GaN-HEMT-Bauelementen und deren technologischer Schwachstellen und Defektausbildungen. Wir tragen zur Optimierung von Herstellungsprozessen bei, um die Performance und Zuverlässigkeit von GaN-Bauelementen weiter zu verbessern. Wir unterstützen damit die Qualifizierung und Markteinführung von GaN-Technologien und -bauelementen für neue Anwendungen in den Bereichen der Kommunikationstechnik und Leistungselektronik.