Estrutura e processo de fabricação de dispositivos de nitreto de gálio (GaN)

6. Teste Final (FT)

O Teste Final, também conhecido como FT, é a última etapa do teste antes do envio dos dispositivos. Normalmente é realizado em temperatura ambiente e em altas temperaturas para garantir que os dispositivos atendam às especificações. Os principais parâmetros testados durante o FT incluem Idss, Vth, Rdson e BV (tensão de ruptura), entre outros.

Durante o FT, os dispositivos são submetidos a testes rigorosos para verificar seu desempenho elétrico e funcionalidade. Os testes são realizados sob diferentes condições operacionais para simular cenários do mundo real e garantir que os dispositivos possam operar de forma confiável e consistente.

O FT geralmente envolve uma série de testes, incluindo testes elétricos e funcionais, testes de confiabilidade, testes ambientais e testes de estresse. O objetivo do FT é identificar quaisquer defeitos, falhas ou desvios do desempenho esperado e garantir que os dispositivos atendam aos padrões de qualidade e aos requisitos do cliente.

Em resumo, o FT é uma etapa crítica de controle de qualidade no processo de fabricação, garantindo que os dispositivos sejam totalmente funcionais, confiáveis e prontos para implantação em uma ampla gama de aplicações.

Comparação de materiais de dispositivos

(一)Comparação de características de materiais semicondutores

Semicondutores com largura de bandgap superior a 2.2 eV são chamados de semicondutores de bandgap largo (semicondutores de terceira geração).

Comparação de características de materiais semicondutores

Largura de bandgap: O silício tem uma largura de bandgap de 1.1 eV, que é quase três vezes menor que a do nitreto de gálio e do carboneto de silício. Portanto, o nitreto de gálio e o carboneto de silício podem facilmente suportar circuitos operando em tensões mais altas, embora não possam suportar circuitos em tensões mais baixas como o silício.

Campo Elétrico de Ruptura: O campo elétrico de ruptura do nitreto de gálio e do carboneto de silício é mais de 10 vezes maior que o do silício. Este alto campo de ruptura permite que o nitreto de gálio e o carboneto de silício lidem com tensões mais altas com facilidade.

Mobilidade eletrônica: A mobilidade eletrônica do nitreto de gálio é três vezes maior que a do carboneto de silício, tornando os HEMTs de nitreto de gálio mais adequados para aplicações de alta frequência.

Condutividade térmica: A condutividade térmica do nitreto de gálio é de 1.3 W/cmK (watts por centímetro Kelvin), que é inferior à do silício. No entanto, o carboneto de silício tem a maior condutividade térmica e é três vezes melhor na transferência de carga térmica em comparação com o nitreto de gálio e o silício. Este desempenho térmico superior dá ao carboneto de silício uma vantagem significativa em aplicações de alta potência e alta temperatura.

(二) Comparação de materiais de substrato para Ga HEMT

Comparação dos parâmetros GaN HEMT para diferentes materiais de substrato

Como as estruturas GaN HEMT são estruturas epitaxiais, diferentes materiais de substrato podem ser usados.

Anexo: Introdução às Estruturas de Dispositivos

Para facilitar uma melhor compreensão das estruturas de dispositivos mencionadas no texto, é fornecida uma breve descrição de abreviaturas para vários tipos de estruturas de dispositivos.

MOSFET: Transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico, abreviado como MOSFET, é um dispositivo controlado por tensão. Existem dois tipos de MOSFETs, "canal p" e "canal n", e cada tipo pode estar no modo de aprimoramento ou no modo de esgotamento, resultando em quatro tipos diferentes de MOSFETs.

BJT (transistor de junção bipolar): O transistor de junção bipolar, comumente conhecido como transistor, é um dispositivo acionado por corrente. Existem dois tipos de BJTs, PNP e NPN, que são amplamente utilizados como amplificadores, osciladores ou interruptores, etc.

HEMT (Transistores de alta mobilidade eletrônica): Transistores de alta mobilidade eletrônica.

pHEMT: Transistor pseudomórfico de alta mobilidade eletrônica, onde “p” representa pseudomórfico.

IGBT (Transistor bipolar de porta isolada): Transistor bipolar de porta isolada, que consiste em MOS e PN como duas unidades básicas.

HBT (Transistor Bipolar de Heterojunção): Transistor bipolar de heterojunção.

Triacs: Triodo para Correntes Alternadas, um dispositivo de silício controlado bidirecionalmente.

Tiristor: Retificador controlado por semicondutor.

LDMOS (Lateral Diffused MOS): Semicondutor de óxido metálico de difusão lateral, um dispositivo de alta frequência e alta potência. Inicialmente, o LDMOS estava orientado principalmente para amplificadores de potência de RF para estações base de telefonia móvel.

CMOS (MOSFET Complementar): Semicondutor de óxido metálico complementar, composto por NMOS e PMOS, é a unidade básica dos circuitos integrados.