第十二阶段可靠性测试报告扩大前十一份报告的知识库。该报告详细介绍了如何通过反复测试器件、找出其固有的失效机理并开发物理模型,从而在一般的工作条件下,准确预测器件的安全工作寿命。该方法还用于为功率转换应用构建更稳固、性能更高和成本更低的器件。
Alejandro Pozo, Shengke Zhang, Gordon Stecklein, Ricardo Garcia, John Glaser, Zhikai Tang和Robert Strittmatter宜普电源转换公司
关键要点
- 基于物理学的器件寿命模型,验证在栅极应力测试下、整个电压和温度范围内所预测到的eGaN器件寿命数据。
- 基于“第一原理”的数学模型,透过了解进入表面陷阱的热载流子的基本物理学原理,描述eGaN FET动态导通电阻的影响。该模型在基于更复杂任务剖面的器件寿命评估时,最有效预测在整个电压和温度范围内的器件寿命。
- EPC开发了一种定制系统,用于评估长期超高dv/dt和di/dt脉冲应力条件下的eGaN器件可靠性,例如在车载激光雷达系统中可能遇到的情况。截至报告日期,器件已通过了13万亿个脉冲(大约是典型汽车使用寿命的三倍),而器件没有发生故障或出现明显的参数偏移。
- 对温度循环和间歇工作寿命(功率循环)下的热机械应力进行了广泛的研究,从实验得出寿命预测和为工程师提供基于关键材料特性的底部填充选择指南。
- 氮化镓(eGaN)功率器件已投入大批量生产超过10年,于实验室测试和客户的应用中,都展示出它具有非常高可靠性的优势。我们从超过四年、受测氮化镓器件操作达2,260亿小时的现场可靠性数据看到,大部分器件用于车载应用或电信基站,其稳固性是硅功率器件无可比拟的。