高壓CoolGaN GIT HEMT（高電子遷移率晶體管）可靠性和驗(yàn)證的白皮書共33頁，被翻譯成中文和日文，主要介紹了英飛凌如何實(shí)現(xiàn)CoolGaN技術(shù)和器件使用壽命，且大幅超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，詳細(xì)闡述了英飛凌用于驗(yàn)證CoolGaN器件的四個(gè)方面的流程。

硅的故障機(jī)制清晰，驗(yàn)證方法非常成熟，但傳統(tǒng)的硅驗(yàn)證工藝無法直接應(yīng)用于GaN技術(shù)產(chǎn)品，因?yàn)镚aN器件的材料和結(jié)構(gòu)特性與硅器件有顯著差異。

我們對(duì)目標(biāo)應(yīng)用條件下硅器件的故障機(jī)制已經(jīng)很清楚，這包括TDDB（發(fā)生在硅器件柵極氧化物中）、疲勞表征、電遷移（由導(dǎo)體中的高電流密度導(dǎo)致）和腐蝕（由濕度和偏壓導(dǎo)致）。盡管其中大半也發(fā)生于GaN器件，但在驗(yàn)證GaN器件時(shí)，還需加入更多條件。GaN器件需要新的驗(yàn)證方案來確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠運(yùn)行，特別是在高電壓、高頻率和高溫度條件下。

為此白皮書重點(diǎn)介紹了驗(yàn)證GaN器件的四個(gè)方面的流程：

1

應(yīng)用概況：了解器件在特定應(yīng)用中的應(yīng)力條件，包括電壓、電流、溫度和濕度等，以及預(yù)期的工作壽命和質(zhì)量要求。

2

質(zhì)量要求概況：收集應(yīng)用的一般描述、目標(biāo)使用壽命、最大允許累積故障率、ESD額定值等參數(shù)。

3

開發(fā)過程中的可靠性研究：通過Weibull圖等工具分析故障數(shù)據(jù)，區(qū)分內(nèi)在故障和外在故障，并通過工藝和設(shè)計(jì)變更減少外在故障。

4

退化模型：開發(fā)關(guān)鍵故障模式的退化模型，如DC偏置和開關(guān)SOA模型，動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻，以預(yù)測(cè)器件在使用壽命內(nèi)的故障率。

白皮書以通訊電源為例，分析了在圖騰柱、硬開關(guān)PFC拓?fù)渲惺褂脮r(shí)，如何滿足典型的工業(yè)使用壽命和質(zhì)量（累積故障率）目標(biāo)。

白皮書最后提出CoolGaN HEMT作為通用的功率開關(guān)，在各種拓?fù)渲械膽?yīng)用條件和建議。

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