GB/T 48168-2026 半导体器件 基于感性负载开关应力的氮化镓(GaN)晶体管可靠性试验方法

ICS31.080.01

CCSL40

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT481682026IEC632842022

半导体器件基于感性负载开关

应力的氮化镓()晶体管

GaN

可靠性试验方法

—

SemiconductordevicesReliabilittestmethodbinductiveload

yy

()

switchinstressforalliumnitrideGaNtransistors

gg

(:,—

IEC632842022SemiconductordevicesReliabilittestmethodb

yy

,)

inductiveloadswitchinforalliumnitridetransistorsIDT

gg

2026-08-28发布2027-03-01实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

/—/:

GBT481682026IEC632842022

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4目的………………………2

5适用的GaN晶体管………………………2

6动态高温工作寿命试验…………………2

6.1试验样品……………2

6.2试验电路……………2

6.3试验条件……………4

6.4试验程序……………5

6.5失效准则……………6

6.6失效机理……………7

6.7加速因子……………7

6.8样本数量……………7

6.9试验报告……………7

参考文献………………………8

Ⅰ

/—/:

GBT481682026IEC632842022

前言

/—《:》

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GBT1.120201

起草。

本文件等同采用:《半导体器件基于感性负载开关的氮化镓晶体管可靠性试验

IEC632842022

方法》。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动:

———《()

将标准名称改为半导体器件基于感性负载开关应力的氮化镓晶体管可靠性试验

GaN

方法》;

———删除了第章中、术语数据库网址;

3ISOIEC

———增加了图中二极管的符号和符号说明;

1

———增加了图和图中的符号说明。

23

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。

(/)。

本文件由全国半导体器件标准化技术委员会SACTC78归口

:、、、、

本文件起草单位工业和信息化部电子第五研究所电子科技大学大连理工大学广东工业大学

、、、、、

南京大学深圳平湖实验室广东致能半导体有限公司东南大学西安电子科技大学深圳飞骧科技股

、、、、、

份有限公司成都信息工程大学北京大学中山大学国家市场监督管理总局认证认可技术研究中心

、、、、

河北北芯半导体科技有限公司珠海镓未来科技有限公司北京小米移动软件有限公司重庆大学重庆

、、、、、

邮电大学中国科学院微电子研究所西交利物浦大学湖南大学贵州芯际探索科技有限公司北京

大学东莞光电研究院。

:、、、、、、、、、、

本文件主要起草人施宜军何亮路国光刘昌陈万军黄火林贺致远陈兴欢陈媛孙瑞泽

、、、、、、、、、、、、、、

付志伟刘陆川周峰周春华黎子兰刘斯扬李祥东汪猛罗小蓉魏进来萍陈义强王小明刘扬

、、、、、、、、、、、、、、

岳岩席善斌张大江王晔张丽丽胡盛东陈伟中黄森刘雯陶明邓高强王成财郝乐刘曦

、。

张进成刘强

Ⅲ

/—/:

GBT481682026IEC632842022

引言

,(),(),

作为一种宽禁带半导体氮化镓GaN用于功率器件具有一些优于传统硅Si的特性如高击穿

。,(),

电场和高饱和速度GaN相关材料的另一优点是通过GaN与铝镓氮AlGaN形成的异质结因极化

、。,,

效应会诱导产生具有高迁移率高浓度的二维电子气此外根据对器件性能和成本要求的差异选择

、、()。,

硅蓝宝石碳化硅或等不同材料作为外延生长衬底目前功率晶体管已得到广泛的

SiCGaNGaN

发展和商业化应用。

,。,

因器件结构差异和载流子俘获效应GaN功率晶体管具有一些特有的失效模式此外由于GaN

,。,()

功率晶体管布局更为紧凑导致器件工作在更高电场与此同时一些用于硅场效应晶体管FET的热

。,,

载流子和鲁棒性试验并不适用于GaN功率晶体管例如因受到缓冲层阻断的影响横向

();,

MOSFET的热载流子注入HCI试验不适用于横向GaNFET又如因横向GaNFET不表现出雪崩

,()。,

击穿的能力无法通过非钳位感性开关UIS评估其雪崩耐受能力因此会采用一些硅功率器件通常

,。

不需要的特殊可靠性试验方法对GaN功率晶体管进行可靠性评估如动态导通电阻测试方法特别

,。

是开关试验方法和可靠性评估流程对GaN功率晶体管的实际应用具有重要意义因此有必要建立标

准化的GaN功率晶体管开关可靠性评价方法。

,

本文件是开展感性负载开关应力试验的指导文件用于确认GaN功率晶体管可靠运行的工况条

。,

件由于感性负载开关应力被视为功率器件的重要应力应用场景本文件将推动GaN功率晶体管在功

。,(),

率器件市场的广泛应用此外还存在其他与应用相关的应力条件如高频软开关这些内容不在本文

件涵盖范围内。

Ⅳ

/—/:

GBT481682026IEC632842022

半导体器件基于感性负载开关

应力的氮化镓()晶体管

GaN

可靠性试验方法

1范围

()()

本文件描述了通过感性负载开关应力特别是硬开关应力评估氮化镓GaN功率晶体管可靠性的

应力程序和相应试验方法。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

氮化镓;

alliumnitrideGaN

g

由镓和氮组成的化合物半导体材料。

3.2

铝镓氮;

aluminumalliumnitrideAlGaN

g

、。

由铝镓和氮组成的三元化合物半导体材料

3.3

导通电阻on-stateresistance

R

on

器件在额定电流条件下的电阻。

3.4

动态导通电阻dnamicon-stateresistance

y

r()

dson

开关过程中导通时的漏源电压()与漏极电流()的比值。

vi

DSD

3.5

动态高温工作寿命试验;

dnamichihtemeratureoeratinlifetestDHTOLtest

ygppg

在高结温条件下施加连续开关应力的可靠性试验。

:(),()

注动态高温工作寿命DHTOL试验的应用广泛既包含预期发生失效和用于老化建模的开关加速寿命SALT

,()。

试验也包含预期不会发生失效的高温工作寿命HTOL试验

3.6

开关轨迹switchinlocus

g

显示开关期间和之间关系的轨迹。

νi

DSD

1