中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
硅基氮化鎵橫向功率器件因其低比導通電阻、高電流密度、高擊穿電壓和高開(kāi)關(guān)速度等特性，已成為下一代高密度電力系統的主流器件之一，而且在電子消費產(chǎn)品中得到大規模應用。由于硅基氮化鎵橫向功率器件電氣可靠性十分有限，主要表現在硬開(kāi)關(guān)工作環(huán)境中的動(dòng)態(tài)電阻退化效應，這給其在壽命要求較長(cháng)的領(lǐng)域（如數據中心、基站等電源系統）應用帶來(lái)了挑戰，阻礙了其在ICT電源等大功率領(lǐng)域中的大規模應用。
提升硅基氮化鎵橫向功率器件可靠性的難點(diǎn)在于如何準確測試出器件在長(cháng)期高壓大電流應力工作下的安全工作區，如何保證器件在固定失效率下的壽命。硅基氮化鎵橫向功率器件在高壓大電流場(chǎng)景下的“可恢復退化”與“不可恢復退化”一直以來(lái)很難區分，這給器件安全工作區的識別和壽命評估帶來(lái)了極大挑戰。針對上述問(wèn)題，中國科學(xué)院微電子研究所研究員劉新宇團隊基于自主搭建的硅基氮化鎵橫向功率器件動(dòng)態(tài)可靠性測試系統，從物理角度提出了硅基氮化鎵橫向功率器件開(kāi)關(guān)安全工作區的新定義及表征方法。該技術(shù)能夠表征硅基氮化鎵橫向功率器件開(kāi)發(fā)中動(dòng)態(tài)電阻增大的問(wèn)題及其開(kāi)發(fā)的硅基氮化鎵橫向功率器件對應的材料缺陷問(wèn)題。
相關(guān)研究成果以Characterization of Electrical Switching Safe Operation Area On Schottky-Type p-GaN Gate HEMTs為題發(fā)表在《IEEE電力電子學(xué)匯刊》（IEEE Transactions on Power Electronics）上 。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目以及北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì )項目等的支持。
