2022年7月18日，電子五所牽頭的T/CASAS 005《用于硬開關(guān)電路的GaN HEMT動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測(cè)試方法》形成委員會(huì)草案，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)草案按照第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)委會(huì)（CASAS）標(biāo)準(zhǔn)制定程序，反復(fù)斟酌、修改、編制而成。起草組召開了多次正式或非正式的專題研討會(huì)，得到了很多CASAS正式成員的支持。請(qǐng)CASAS正式成員關(guān)注秘書處郵件。

 

目前基于AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的GaN平面型場(chǎng)效應(yīng)晶體管因其低導(dǎo)通損耗和高功率密度能力而成為目前商業(yè)化應(yīng)用的主流器件結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，工程師仍然對(duì)其可靠性有一些擔(dān)憂。其中，最關(guān)鍵的可靠性問(wèn)題就是GaN功率器件在開關(guān)操作中所面臨的動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻 (RDS(ON)) 退化問(wèn)題，這種現(xiàn)象也被稱為“電流崩潰”現(xiàn)象。由于器件表面陷阱、異質(zhì)外延層體陷阱所引起的溝道載流子部分耗盡，而造成的器件導(dǎo)通電阻和導(dǎo)通損耗增加的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，GaN器件在承受一段時(shí)間高壓偏置后再切換到開通狀態(tài)，實(shí)際的導(dǎo)通電壓會(huì)高于靜態(tài)導(dǎo)通電阻值。因此，在高頻變換器應(yīng)用中，由動(dòng)態(tài)電阻變化帶來(lái)的導(dǎo)通電阻增加現(xiàn)象將十分顯著，這會(huì)大大增加器件的功率損耗，降低器件的工作效率，嚴(yán)重制約GaN功率的器件廣泛應(yīng)用。

圖  硬開關(guān)切換過(guò)程中動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻連續(xù)脈沖測(cè)試波形圖（a）和雙脈沖測(cè)試波形圖（b）

由于目前GaN功率器件應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含了硬開關(guān)及軟開關(guān)條件，對(duì)于動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻的測(cè)試影響程度也不同，因此有必要針對(duì)不同應(yīng)用條件下相關(guān)動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測(cè)試開展分類標(biāo)準(zhǔn)制定。目前，在前期研究基礎(chǔ)上，GaN功率器件在硬開關(guān)工作條件下的動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻退化現(xiàn)象要更為明顯。前期調(diào)研也發(fā)現(xiàn)，大部分廠家的測(cè)試需求都是針對(duì)硬開關(guān)拓?fù)?，因此很有必要針?duì)此類測(cè)試要求形成具體可操作的標(biāo)準(zhǔn)。因此希望借此標(biāo)準(zhǔn)的制定，有效規(guī)范行業(yè)內(nèi)測(cè)試方法，使得基于硬開關(guān)條件下的動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測(cè)試結(jié)果可有效比對(duì)，解決相關(guān)設(shè)備開發(fā)商與器件制造商之間的信息不對(duì)稱，助力GaN功率器件產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

 

T/CASAS 005—202X《用于硬開關(guān)電路的GaN HEMT動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測(cè)試方法》規(guī)定了用于硬開關(guān)切換電路的GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻測(cè)試方法。適用于進(jìn)行GaN HEMT的生產(chǎn)研發(fā)、特性表征、量產(chǎn)測(cè)試、可靠性評(píng)估及應(yīng)用評(píng)估等工作場(chǎng)景?？蓱?yīng)用于以下器件：

 

a)  GaN增強(qiáng)型和耗盡型分立電力電子器件；

 

b)  GaN集成功率電路；

 

c)  以上的晶圓級(jí)及封裝級(jí)產(chǎn)品。