Verbundprojekt: Silizium-Leistungselektronik der nächsten Generation für Mobilität, Industrie und Stromnetze der CO2-freien Ära - Power2Power -; Teilvorhaben: Modellbasierte Ermittlung optimaler Prozessparameter für neuartige Ultraschallbondverbindungen

Aufgrund des weltweit steigenden Energiebedarfs ist eine zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien erforderlich um Kohlendioxidemissionen zu verringern. Für die Energieumwandlung werden effiziente Leistungshalbleiter benötigt, weshalb die Märkte für IGBTs und Module jährlich um rund 15% wachsen. Die wettbewerbsfähigsten IGBTs basieren auf 300mm-Siliziumwafern: >1700 Volt, höhere Leistungsdichte, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz für Mobilität, Industrie und Netze sowie neueste Erkenntnisse in Industrie 4.0 werden in Power2Power zusammengeführt. Dies wird die Wettbewerbsfähigkeit speziell in Deutschland entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Leistungselektronik stärken und ausbauen: von speziellen Silizium-Wafern (Siltronic) und Doping-Systemen (mi2), über IGBT-Fertigung bei Infineon Dresden und nachfolgender Modulfertigung bei Infineon Warstein mit FhG-IMWS und den Universitäten Paderborn und Rostock, bis hin zu Systemen (KMUs EAAT, AVL, TU Dresden). Flankierend hierzu sind Arbeiten zu (a) Treibertechnologien (X-FAB, TU Ilmenau), (b) Zuverlässigkeit (FhG-ENAS, SGS, TU Chemnitz, Univer-sität Bremen) und (c) Industrie 4.0 (KMU Hesse, Hochschule Zittau-Görlitz, TU Dresden) vorgesehen. Power2Power ist ausgerichtet auf das "Rahmenprogramm Mikroelektronik" der Bundesregierung und etabliert Pilotlinien für innovative, zukunftsfähige Leistungshalbleiterlösungen an deutschen Standorten und schafft somit neue, hoch qualifizierte Arbeitsplätze. UPB wird in Zusammenarbeit mit IFAG vorhandene Modelle für die in diesem Vorhaben zu erstellenden Ultraschallbondverbindungen von Chip und Draht adaptieren und experimentell validieren, um darauf folgend die Prozessparameter modellbasiert optimieren und damit Entwicklungszeit und -kosten einsparen zu können. Darüber hinaus untersucht UPB mit Unterstützung durch IFAG, ob das mehrdimensionale Ultraschalldrahtbonden schonender für den Chip ist und damit die Zuverlässigkeit der Bondverbindungen gesteigert werden kann.