BA – Untersuchung Temperaturmessverfahren für Silizium-Leistungshalbleiter

Experimentelle Untersuchung von Temperaturmessverfahren für Silizium-Leistungshalbleiter

Um die Lebensdauer von Leistungshalbleitermodulen bewerten zu können, haben sich verschiedene Tests als Industriestandards durchgesetzt, am bekanntesten darunter der Power Cycling Test (PCT) und der Thermal Cycling Test (TCT). Beide Tests beschleunigen die Alterung und werden bevorzugt bis zum Ausfall der Module durchgeführt. Die Ergebnisse werden unter Berücksichtigung der Fehlermechanismen und der Anzahl der überlebten Zyklen (Nf) interpretiert. Von zentraler Bedeutung für die Datenauswertung ist dabei die Kenntnis der korrekten Chiptemperatur. Dazu gibt es eine Reihe von direkten und indirekten Temperaturmeßverfahren (Dioden-Flußspannung, IR-Thermographie, Thermoelement, etc.).

Im Rahmen der Arbeit sollen die verschiedenen Verfahren theoretisch und experimentell untersucht werden. Da reale Chips unter Belastung stets eine inhomogene Temperaturverteilung aufweisen, ist insbesondere zu klären, welche „effektive“ Temperatur die einzelnen Verfahren tatsächlich liefern.

Daneben ist sind auch die transienten Temperaturverläufe (thermische Sprungantwort) zu analysieren. Anhand von Testbauelementen mit vordefinierten Fehlstellen in der Verbindungsschicht soll untersucht werden, inwieweit diese Fehlstellen aus den Messdaten identifiziert werden können.

Bearbeiter: Jakob Breuer

Betreuer: Flaviu Simon (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761471; Email: Flaviu-Bogdan.Simon@iisb.fraunhofer.de

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März