在前十份报告 [1-10]中发布的、不断增长的知识基础上,第十一阶段产品可靠性测试报告进一步描述几个关键的全新题目。从2010年3月[11]量产以来,氮化镓(GaN)功率器件建立及累积了卓越的现场可靠性测试记录。本文讨论如何实现这个良好记录的策略,是在各种测试条件下,采用失效性测试器件(test-to-fail)的方法,反复对器件进行应力测试,从而找出器件的失效原因,并且为业界构建更坚固的产品。
宜普电源转换公司 的Alejandro Pozo博士、Shengke Zhang博士、Ricardo Garcia、John Glaser博士及Robert Strittmatter博士
关键要点
- 找出影响动态RDS(on)的关键机理,从而构建更坚固可靠的产品设计。结果表明,动态RDS(on)不会对eGaN FET构成问题。
- 对几个工作在数据表建议的安全工作区域内的氮化镓器件进行反复测试,从而找出器件的安全工作裕度。 结果表明,eGaN FET器件在数据表的安全区域(SOA)内工作,不会失效。
- 对eGaN器件进行了短路条件下的破坏测试。目的是要确定在发生灾难性故障之前,器件可以承受多长的应力时间和多高的功率密度。结果表明,器件故障受热限制,使用推荐的栅极驱动器,器件的耐受时间超过10μs。
- EPC开发了一种定制测试系统,以评估eGaN器件在长期激光雷达脉冲应力条件下的可靠性。结果表明,截至报告日期为止,器件已通过了超过4万亿脉冲(典型的汽车使用寿命)测试而没有发生故障,或出现明显的参数漂移。
- eGaN的晶圆级芯片规模(WLCS)封装经过机械力测试。结果表明, eGaN FET的耐用性超过了MIL-STD-883E标准,更为稳固。
- eGaN器件已投入量产超过十多年,并且在实验室和客户应用中的测试,均显示出很高的可靠性。 结果表明,氮化镓器件取得三年以上及1230亿器件-小时的现场可靠性测试数据,这是硅功率器件无法比拟的。