Halbleiter-Bauelemente
Steigende Anforderungen an Leistungshalbleiter
Um die Ziele der Energiewende zu erreichen muss eine Umstellung der Erzeugungs- und Übertragungsstruktur sowie eine Minderung des Energieverbrauches stattfinden. Ein Kernelement für die Erhöhung der Energieeffizienz ist der Leistungshalbleiter, der nun steigenden Anforderungen gewachsen sein muss. Neben der Effizienz steht auch die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit im Fokus. Ein Großteil der im Betrieb auftretenden Bauteilausfälle sind auf thermisch induzierte Fehler zurückzuführen, weshalb nach innovativen Ansätzen zur Detektion von Fehlstellen in der Aufbau- und Verbindungstechnik geforscht wird.
Moderne Leistungshalbleiter & SmartPower IC's
Konventionelle Halbleiter-Bauelemente im Bereich leistungselektronischer Anwendungen basieren heutzutage nahezu ausschließlich auf Silizium (Si) bzw. verwenden dieses als Substratmaterial. Dabei liegt der Fokus auf einer hohen Integrationsdichte, sowie der Kombination aus Analog-, Digital- und Leistungsteil einer Schaltung auf einem einzigen Chip. Diese Chips werden als Smart Power IC's (Integrated Circuits) bezeichnet und als intelligente Systeme in Anwendungen der z.B. Automobilbranche, Industrie und im Konsumerbereich eingesetzt. Andererseits, gerät die Verwendung von Si-basierten Bauelementen zunehmend an ihre physikalischen Grenzen, bedingt durch eine Bandlücke von nur 1.14 eV. Moderne Wide-Bandgap Materialien wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) habe eine Bandlücke von ca. 3.3 eV, weshalb diese zunehmend and Relevanz gewinnen. Durch die Verwendung von moderenen Materialien können in Zukunft konventionelle Konzepte in Bereichen steigender Anforderungen abgelöst werden.
