Projekt ZuverSichT

Das Projekt ZuverSichT (»Zuverlässige Sächsische GaN-Technologien«) ist eine gemeinsame Forschungsinitiative sächsischer Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Ziel ist die Entwicklung der nächsten Generation von Halbleitertechnologien auf Basis von Galliumnitrid (GaN) für die industrielle Anwendung. GaN ermöglicht energieeffiziente, leistungsstarke und kompakte elektronische Systeme, etwa für Elektromobilität, erneuerbare Energien und IoT-Anwendungen. Damit trägt das Projekt zur nachhaltigen Transformation von Industrie und Gesellschaft bei.

Projektziele

Ziel ist die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Entwurfsunterstützung von GaN-basierten Halbleitertechnologien sowie deren industrielle Reife. Dazu werden Teststrukturen entwickelt, um Degradationsmechanismen wie Elektromigration und dielektrischen Durchbruch während der Produktion zu erfassen. Ergänzend kommen Röntgenverfahren zur zerstörungsfreien Analyse zum Einsatz.

Die Ergebnisse fließen in Lebensdauermodelle und Designregeln ein, die im Process Design Kit (PDK) integriert werden und IC-Designer unterstützen. Durch die Verknüpfung von Zuverlässigkeits-, Produktions- und Testdaten entsteht eine Grundlage für verbesserte Prozesskontrolle, Prognosen sowie höhere Qualität und Langlebigkeit der GaN-Produkte. Die Validierung erfolgt anhand eines Demonstrator-ICs und bildet die Basis für die industrielle Nutzung.

Lösungsansatz

Das Projekt verfolgt einen interdisziplinären Ansatz, der Teststrukturen, Analytik und Modellierung kombiniert. Innovative Strukturen mit lokalen Heizelementen ermöglichen die Erkennung von Degradationsmechanismen wie Elektromigration oder TDDB während der Produktion. Ergänzend liefert Röntgenmikroskopie eine zerstörungsfreie, hochauflösende Analyse.

Die Ergebnisse werden in Lebensdauermodelle und Designregeln überführt und in das Process Design Kit (PDK) der X-FAB integriert.

Das Fraunhofer IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme, entwickelt dafür Methoden und Modelle zur Entwurfsunterstützung und Zuverlässigkeit von GaN-Schaltungen (Design for Reliability, DfR). Dazu gehören thermische Simulationen und Zuverlässigkeitsmodelle für FEoL-Prozesse, die Integration in das PDK sowie die Entwicklung und Analyse von Heizer-Strukturen und geeigneter Messmethoden zur Qualifizierung.

Projektpartner: Fraunhofer IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme, Fraunhofer IKTS, Fraunhofer IWS, X-FAB Dresden GmbH & Co.KG, AXO Dresden GmbH, wiatec GmbH und EDC Engineering GmbH

Förderzeitraum: 15.08.2025 – 31.12.2027