20 JAHRE - Bayerische Forschungsstiftung
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materiaLwissenschaFt<br />
abgeschLossene ProJeKte<br />
ProJeKtLeitung<br />
Fraunhofer-institut<br />
für integrierte systeme und<br />
bauelementetechnologie iisb<br />
schottkystr. 10<br />
91058 erlangen<br />
Dr. Jochen Friedrich<br />
tel. 09131 / 761 269<br />
Fax 09131 / 761 280<br />
www.iisb.fraunhofer.de<br />
jochen.friedrich@iisb.fraunhofer.de<br />
ProJeKtPartner<br />
Friedrich-alexander- universität<br />
erlangen- nürnberg<br />
Lehrstuhl für angewandte Physik (LaP)<br />
infineon technologies ag<br />
aim PmD D Ps hVm PD<br />
www.infineon.com<br />
siceD electronics Development<br />
gmbh & co. Kg<br />
www.siced.de<br />
sicrystal ag<br />
www.sicrystal.com<br />
44<br />
Korrelation von Kristalldefekten<br />
mit der Langzeitstabilität von<br />
SiC-Leistungsbauelementen (KoSiC)<br />
bipolardioden auf sic-basis, die in einem modulaufbau elektrisch getestet werden. bildquelle: siceD<br />
wo elektrische energie umgeformt und gesteuert wird, kommt Leistungselektronik zum<br />
einsatz. mit sic als halbleitermaterial lassen sich effizientere leistungselektronische<br />
bauelemente herstellen.<br />
Leistungselektronische bauelemente aus sili-<br />
ziumkarbid (sic) besitzen gegenüber konventionellen<br />
bauelementen auf siliziumbasis ein<br />
hohes Potenzial zur Verbesserung der energieeffizienz.<br />
auf sic basierende schottkydioden<br />
werden bereits seit <strong>20</strong>01 erfolgreich z. b.<br />
in hochwertigen netzteilen eingesetzt. Durch<br />
Kristalldefekte im material wurde bei diesen<br />
Dioden jedoch die ausbeute bei der herstellung<br />
beeinträchtigt. andere – bipolare – bauelemente<br />
konnten bisher nicht kommerzialisiert<br />
werden, weil Kristalldefekte im Verdacht<br />
standen, die Langzeitstabilität zu limitieren.<br />
im Projekt wurde deshalb ein grundlegendes<br />
physikalisches Verständnis für das Verhalten<br />
von Kristalldefekten in verschiedenen Prozessschritten<br />
der bauelementherstellung erarbeitet.<br />
Die auswirkungen der Defekte auf<br />
verschiedene sic-Leistungsbauelemente<br />
wurden untersucht und Lösungen zur Vermeidung<br />
dieser Defekte erarbeitet. so konnte<br />
z. b. gezeigt werden, dass sich besonders kritische<br />
Defekte, die sogenannten basalflächenversetzungen,<br />
während des zentralen<br />
Prozessschritts der bauelementherstellung –<br />
der epitaxie – durch geeignete Prozessbedingungen<br />
vermeiden lassen. basierend auf<br />
diesem neu erarbeiteten Know-how wurden<br />
bipolare testbauelemente hergestellt und auf<br />
ihre Langzeitstabilität untersucht. hierbei<br />
konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass<br />
die verbesserte Prozessierung die Langzeitstabilität<br />
der bipolardioden positiv beeinflusst.<br />
um problematische Kristalldefekte in 4h-sic<br />
künftig zuverlässig nachweisen und klassifizieren<br />
zu können, wurde ein klassisches<br />
nachweisverfahren umfassend optimiert und<br />
verifiziert. Die ergebnisse dieser studie<br />
wurden mehrfach auf nationaler und internationaler<br />
ebene ausgezeichnet, u. a. mit dem<br />
hugo-geiger-Preis <strong>20</strong>10 der Fraunhofer gesellschaft.
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