LMG3411EVM-029

氮化镓（GaN）的材料特性催生了一种令人兴奋且具有颠覆性的新型功率开关——功率GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）。这种HEMT是一种场效应晶体管（FET），导通电阻低得多，比同等尺寸的硅功率晶体管开关速度更快，使功率转换更节能、更节省空间。GaN可以在硅衬底上生长，从而能够利用硅制造能力并降低成本。然而，与新技术一样，可靠性需要得到验证。本文探讨了GaN器件的鉴定问题。行业因三十多年的经验和持续改进，认为硅功率晶体管的可靠性是理所当然的，形成了成熟的鉴定方法。而GaN晶体管是较新的发展，不同架构的GaN HEMT有不同的失效模式，标准的基于硅的鉴定方法对GaN晶体管在器件寿命、失效率和应用相关性方面的意义尚不明确。德州仪器凭借在半导体技术方面的长期经验，通过与GaN相关的鉴定方法和与应用相关的测试，有能力将可靠的GaN产品推向市场。

• 标准应力测试在至少125℃的结温下运行1000小时，假设激活能为0.7eV，温度加速因子为78.6，125℃结温下1000小时的应力相当于在55℃结温下使用九年。
• 器件在最大工作电压下进行鉴定，对于分立功率FET，通常选择为最小击穿电压规格的80%，鉴定测试条件中无电压加速，仅通过温度实现加速。
• 标准规定三个批次，每批77个部件进行应力测试且无失效，231个部件零失效意味着批允许不良率（LTPD）值为1，即有90%的置信度表明在推断的应力条件下，一批部件中的缺陷率低于1%。
• 根据231个单元零失效的结果，使用0.7eV的激活能确定在55℃结温下初始最大时间失效率（FIT）约为50FITs。