Quantitative Bewertung der Halbleiter-Zuverlässigkeit im automobilen Umfeld

Die Halbleiterelektronik hat einen wesentlichen Anteil an der Vielzahl an Innovationen im Automobil, die für mehr Sicherheit, Komfort und Umweltfreundlichkeit sorgen. Für hohe Leistung und geringen Energieverbrauch müssen dazu neueste Technologien verwendet wer-den, die aber anfälliger für die Alterung beschleunigenden Belastungen und deren Fertigungsgüte anfälliger für Prozessvarianzen sind. Um dennoch die geforderten niedrigen Aus-fallraten im Automobilbereich sicherstellen zu können, sind neue Methoden für die Qualifizierung, den Entwurf und Test der Halbleiterelektronik notwendig. Im Beitrag wird gezeigt, wie sich bewährte Methoden zur Bewertung der Zuverlässigkeit aus der Mechanik in den Bereich der Halbleiterelektronik überführen lassen. Ausgehend von bekannten Degradationsmechanismen in MOS-Bauelementen wird eine verallgemeinerte Beschreibung von Lebensdauermodellen hergeleitet. Damit lässt sich die Belastbarkeit des Bauelements unter Betriebsbedingungen als Funktion der Betriebsdauer darstellen. Dies ermöglicht erstmals ein durchgängiges Konzept zur quantitativen Beurteilung der Robustheit und Zuverlässigkeit der Halbleiterelektronik unter Einsatzbedingungen im Automobilbereich.