Zuverlässigkeitsstudien an Höchstfrequenzbauelementen mit gepulsten Techniken (TLP-Methode)

Diese Arbeit beschreibt die gezielte Anregung zuverlässigkeitsrelevanter Degradations- und Defektmechanismen bei III/V Höchstfrequenzbauelementen (InGaP/GaAs Heterostruktur Bipolartransistor, Pt/GaAs THz-Schottkydiode) unter Verwendung elektrischer Pulse (bekannt als Transmission Line Pulse, TLP-Methode). Desweiteren wird die Einführung von Prozesskontrollschritten und eines erweiterten Prozesskontroll-Systems im Fabrikationsprozess von Terahertz (THz)-Schottkydioden sowie die Auswirkungen auf die Bauteilzuverlässigkeit erläutert. Anhand planarer Schottkydioden wird die Bedeutung der Verknüpfung von Technologie-Entwicklung, Hochfrequenz-Design und Zuverlässigkeits-Tests erörtert. Als wichtigste Ergebnisse werden die Demonstration der Vergleichbarkeit der Ergebnisse der TLP-Methode mit Arrhenius-beschleunigten Zuverlässigkeitsmethoden sowie ihre Anwendbarkeit im Fabrikationsprozess planarer THz-Schottkydioden vorgestellt. Im Vergleich zu Arrhenius-beschleunigten Testmethoden verwendet die hier vorgestellte Methodik elektrische Rechteckpulse zur Beschleunigung der Ausfallmechanismen. Durch eine dem zu stressenden Bauteil mit individueller thermischer Zeitkonstante angepasste Wahl der Pulslänge, d.h. des Zeitraums der elektrischen Belastung, wird sichergestellt, daß die Bauteildegradation hauptsächlich durch elektrische Größen (U, I, P) und weniger thermisch angeregt wird