Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Durchführung eines Teststand für Gateoxidstresstests mit einer gestuften Anhebung
der Spannung und einer anschließenden Datenauswertung, um den Anwendern eine Möglichkeit zur Ermittlung der extrinsischen und intrinsischen Fehler von Bauelementen zu ermöglichen. Hierbei wurden Unterschiede zwischen den verschiedenen Herstellern von Si-IGBTs und SiC-MOSFETs gefunden und auch zwischen verschiedenen Bauelementtypen des gleichen Herstellers von SiC-MOSFETs. Zusätzlich dazu wurden die geltenden Empfehlungen für Heißsperrdauertests und Sperrtests unter feuchter Wärme auf die Nutzbarkeit für Anwender untersucht. Hierbei zeigt sich, dass in Hinblick auf die höhere Betriebstemperatur der Bauelemente die geltenden Empfehlungen für Heißsperrdauertests überarbeitet werden sollte. Für die anwendungsnahe Durchführung eines Sperrtests unter feuchter Wärme sollten ebenfalls die geltenden Empfehlungen überarbeitet werden, da für Bauelemente mit
größeren Sperrspannungen als 100 V, die Sperrspannung in der Anwendung über 80 V liegt.:Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Formelverzeichnis
Vorwort
1 Einleitung
2 Dielektrika in Leistungsbauelementen
2.1 Anwendungen und Anforderungen an Dielektrika in Leistungshalbleitern
2.1.1 Passivierung
2.1.2 Gateoxid
2.2 Alterungsmechanismen von Dielektrika
2.2.1 Ladungen, Haftstellen bzw. Fehler im Oxid
2.2.2 Das E-Modell
2.2.3 Das 1/E-Modell
2.2.4 Zusammenspiel der beiden Mechanismen
2.2.5 Elektrochemische Migration
2.3 Grenzfläche von Dielektrika und Halbleiter
2.4 Beschleunigungsmodelle
2.4.1 Das Arrhenius-Modell
2.4.2 Das Exponential-Modell
2.4.3 Das Inverse Potenz Gesetz - IPL (Inverse Power Law)
2.4.4 Das Verallgemeinerte Eyring-Modell
2.4.5 Berechnung der Lebensdauer bei gestuften Beschleunigungstests am Beispiel eines gestuften Gatestresstests mit Anwendung des verallgemeinerten Eyring-Modells
3 Experimenteller Aufbau
3.1 HTRB - High Temperature Reverse Bias Test
3.2 H3TRB - High Humidity High Temperature Reverse Bias Test
3.2.1 Testaufbau des H3TRB
3.2.2 Teststrategie des H3TRB
3.3 HTGS -Hochtemperatur Gatestresstest
3.3.1 Testaufbau des HTGS
3.3.2 Teststrategie des HTGS
3.4 Testauswertung
4 Experimentelle Ergebnisse
4.1 Ergebnisse des HTRB
4.1.1 Diskrete Bauelemente - D2Pak und CanPAK
4.1.2 HTRB SiC-Bauelemente
4.2 Ergebnisse des H3TRB
4.2.1 Test von Silicon-Vergussmassen
4.2.2 Diskrete Bauelemente - D2Pak und CanPAK
4.2.3 SiC-MOSFET-Modul
4.2.4 SiC-Dioden
4.3 Ergebnisse des HTGS
4.3.1 HTGS - IGBTs
4.3.2 HTGS - SiC-MOSFET
5 Zusammenfassung und Ausblick
Anhang
A Daten H3TRB Projekt HiT-Modul
B Verwendete Geräte
B.1 Sperrmessung
B.2 Thresholdspannungsmessung
B.3 Mikroskop
B.4 Klimakammer
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Lebenslauf
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:75728 |
| Date | 21 September 2021 |
| Creators | Beier-Möbius, Menia |
| Contributors | Lutz, Josef, Bakran, Mark-Matthias, Technische Universität Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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