Den Defekten elektronischer Geräte in 3D auf die Spur kommen
Der Schlüssel für effizientere Halbleiter, zum Beispiel in modernen Solarzellen, liegt darin Defekte zu minimieren. Die bei DESY entwickelte Technologie, „Perform3D“ (3D performance of electronic devices), geht nun in die Validierungsphase. Das Ziel ist, die zuverlässige und laborgebundene Identifikation struktureller Defekte in Halbleiterbauelementen.
"Perform 3D" macht es erstmals möglich, Leitungsquantifizierung an bisher unzugänglichen Strukturen innerhalb eines elektrischen Geräts mikroskopisch fein und in 3D zu beobachten. Anhand solcher Ergebnisse lässt sich die Leistung und Effizienz aber auch die Zuverlässigkeit der Geräte verbessern. Entwickelt wurde das Verfahren an der großen Synchrotron-Röntgenlichtquelle PETRA III von DESY; Tests dort haben die Machbarkeit erwiesen. Ziel der Validierung ist es, das Verfahren auf laborgestützten Röntgenquelle hinunter zu skalieren, sodass dieses direkt in anderen Forschungseinrichtungen oder bei Unternehmen zum Einsatz kommen kann.
Zunächst zielt das Projekt vor allem auf die Halbleiter- und die Photovoltaik-Industrie ab. Denn dort herrscht besonders hoher Bedarf daran, Defekten der Halbleiterchips und Solarzellen, die sich nur in kleinsten Maßstäben zeigen, auf die Spur zu kommen. Wenn diese eliminiert werden können, kann das volle Leistungspotenzial der Elektronik ausgeschöpft werden. Bislang erfolgt dies mehr oder minder nach dem „trial and error“-Prinzip. Perform3D versetzt Entwickler in die Lage, die Defekte gezielt aufzuspüren, zu verstehen und letztlich auszumerzen, um die Performance der (opto-)elektronischen Geräten zu optimieren – nicht nur hinsichtlich der Funktion, sondern auch ihrer Haltbarkeit. Die neue Technologie kann sogar Fehler entdecken, die etwa unter metallischen Kontakten oder in Verpackungselementen verborgen sind.
Als Industriepartner des Projekts fungiert der dänische Anbieter innovativer Röntgen-Bildgebungsverfahren Xnovo Technology. Das Unternehmen hat bereits Erfahrung, solche neuen Verfahren zu kommerzialisieren. Das Validierungsprojekt mit einem Gesamtvolumen von ca. 1,47 Millionen Euro wird mit ca. 957.500 EUR aus dem Impuls- und Vernetzungsfond der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert und ist zum 1. April 2023 mit einer Laufzeit von zwei Jahren gestartet.
veröffentlicht
- 27.11.2023
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- innovation@desy.de