Verbundprojekt: Silizium-Leistungselektronik der nächsten Generation für Mobilität, Industrie und Stromnetze der CO2-freien Ära - Power2Power -; Teilvorhaben: Analytische Methoden zur Zuverlässigkeitsbewertung von neuartigen Leistungshalbleitern

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: >1,7 kV, höhere Leistungsdichte, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz für Mobilität, Industrie und Netze sowie neueste Erkenntnisse in Industrie4.0 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, Universität Bremen) und (c) Industrie 4.0 (KMU Hesse, HS 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. Der SGS geht es dabei um die Entwicklung neuer Methoden zur Messung und Bewertung von Ausfallmechanismen neu entwickelter Leistungsmodule. Besonderes Augenmerk liegt dabei z.B. auf der Migration mobiler Ionen aus den Kontaktmaterialien und der Umgebung des Bauelements. Bedingt durch die herrschenden elektrischen Felder sind daraus resultierend Korrosionseffekte möglich. Passivierungsschichten können diese Migration reduzieren oder verhindern. Zusätzlich leistet SGS analytische Unterstützung der anderen Partner bei sonstigen Problemstellungen.