第十二階段可靠性測試報告擴大前十一份報告的知識庫。該報告詳細介紹了如何通過反覆測試元件、找出其固有的失效機理並開發物理模型,從而在一般的工作條件下,準確預測元件的安全工作壽命。該方法還用於為功率轉換應用構建出更穩固、性能更高和成本更低的元件。
Alejandro Pozo, Shengke Zhang, Gordon Stecklein, Ricardo Garcia, John Glaser, Zhikai Tang和Robert Strittmatter宜普電源轉換公司
關鍵要點
- 基於物理學的元件壽命模型,驗證在閘極應力測試下、整個電壓和溫度範圍內所預測到的eGaN元件壽命數據。
- 基於“第一原理”的數學模型,透過瞭解進入表面陷阱的熱載流子的基本物理學原理,描述eGaN FET動態導通阻抗的影響。該模型在基於更複雜任務剖面的元件壽命評估時,最有效預測在整個電壓和溫度範圍內的元件壽命。
- EPC開發了一種定制系統,用於評估長期超高dv/dt和di/dt脈衝應力條件下的eGaN元件可靠性,例如在車載光達系統中可能遇到的情況。截至報告日期,元件已通過了13萬億個脈衝(大約是典型汽車使用壽命的三倍),而元件沒有發生故障或出現明顯的參數偏移。
- 對溫度迴圈和間歇工作壽命(功率迴圈)下的熱機械應力進行了廣泛的研究,從實驗得出壽命預測和為工程師提供基於關鍵材料特性的底部填充選擇指南。
- 氮化鎵(eGaN)功率元件已投入大批量生產超過10年,於實驗室測試和客戶的應用中,都展示出它具有非常高可靠性的優勢。我們從超過四年、受測氮化鎵元件操作達2,260億小時的現場可靠性資料看到,大部份元件用於車載應用或電信基站,其穩固性是矽功率元件無可比擬的。