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Zuverlässigkeitsstudien an Höchstfrequenzbauelementen mit gepulsten Techniken (TLP-Methode)

Mottet, Bastian :
Zuverlässigkeitsstudien an Höchstfrequenzbauelementen mit gepulsten Techniken (TLP-Methode).
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2005)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Zuverlässigkeitsstudien an Höchstfrequenzbauelementen mit gepulsten Techniken (TLP-Methode)
Language: German
Abstract:

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.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
This work describes the well-directed excitation of reliability relevant degradation and defect mechanisms for highest-frequency components (InGaP/GaAs heterostructure bipolar transistor, Pt/GaAs Schottky diode for THz-frequencies) using electrical pulses (also known as the transmission line pulse, TLP-method). Further, it introduces an enhanced process control system for the fabrication of planar THz-Schottky diodes and the effect on reliability. With respect to planar Schottky diodes, the importance of linking technology development, RF design and reliability tests is pointed out. The most important results are the demonstration of comparability between the results from the TLP-method and from Arrhenius-based reliability test methods. Additionally, the TLP-method proved the applicability for process optimization with planar THz-Schottky diodes. In comparison to Arrhenius test methods the proposed methodology applies electrical square pulses for acceleration of degradation mechanisms. Electrical stress is ensured by choosing the pulse length, i.e. the electrical stress time, adapted to the thermal time constant of the device. With this approach, mainly electrical parameters (U, I, P) and not thermal ones excite device degradation.English
Uncontrolled Keywords: Terahertz, TLP-Methode
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Terahertz, TLP-MethodeGerman
reliability, Schottky diode, heterostructure bipolar transistor, III/V semiconductor, Terahertz, TLP-methodEnglish
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:50
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000532
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-5327
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Kostka, Prof. Dr. Arno
Advisors: Hartnagel, Prof. Dr.- Hans Ludwig
Refereed: 22 October 2004
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/532
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