Systematische Untersuchung der elektrischen Festigkeit von AlN-Substrat und zugehöriger Werkstoff-Interfaces für Hochleistungs-Halbleiter

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Unabdingbar für Hochleistungs-Halbleiter ist neben dem Silizium-Halbleiter ein Packaging zur effektiven Wärmeableitung und als hochwertiges Isoliersystem. Eine umfassende hochspannungstechnische Charakterisierung des dafür eingesetzten Werkstoffs AlN ist allerdings nicht ausreichend, um eine Erhöhung der Betriebsspannung bei Hochleistungs-Halbleitermodulen zu ermöglichen. Dazu muß zusätzlich eine systematische Untersuchung der elektrischen Festigkeit von typischen AlN/Werkstoff-Interfaces, die durch Kontaktierung bzw. Verguß entstehen und die für diesen Spannungsbereich in Frage kommenden unterschiedlichen Silikonweichvergußmassen vorgenommen werden. Durch Belastung mit verschiedenen Spannungsformen sowie kombiniert elektrisch/thermische Alterung soll die wissenschaftliche Grundlage für den hochspannungstechnischen Einsatz geschaffen werden. Ergebnisse zur Langzeitstabilität, zu nichtlinearen und parametrischen Effekten werden erwartet. Durch begleitende mikroskopische Analysen sind die beobachteten Effekte der tatsächlichen stofflichen Zusammensetzung und der Mikrostruktur der AlN-Keramik zuzuordnen.