氮化镓（GaN）器件的结构和制造工艺

2023-09-09 171

6. 最终测试（FT）

最终测试，也称为 FT，是设备发货前的最后一个测试步骤。它通常在室温和高温下进行，以确保设备符合规格。 FT期间测试的主要参数包括Idss、Vth、Rdson和BV（击穿电压）等。

在 FT 期间，设备要经过严格的测试，以验证其电气性能和功能。测试在不同的操作条件下进行，以模拟真实场景，确保设备能够可靠、一致地运行。

FT通常涉及一系列测试，包括电气和功能测试、可靠性测试、环境测试和压力测试。 FT 的目标是识别任何缺陷、故障或与预期性能的偏差，并确保设备满足质量标准和客户要求。

总之，FT 是制造过程中关键的质量控制步骤，确保设备功能齐全、可靠，并准备好在广泛的应用中部署。

器件材质比较

(一)半导体材料特性比较

带隙宽度大于2.2eV的半导体被称为宽带隙半导体（第三代半导体）。

半导体材料特性比较

带隙宽度：硅的带隙宽度为1.1 eV，几乎比氮化镓和碳化硅小三倍。因此，氮化镓和碳化硅可以很容易地支持在较高电压下运行的电路，而它们却不能像硅一样支持在较低电压下运行的电路。

击穿电场：氮化镓、碳化硅的击穿电场比硅高10倍以上。这种高击穿电场使氮化镓和碳化硅能够轻松处理更高的电压。

电子迁移率：氮化镓的电子迁移率是碳化硅的三倍，使得氮化镓HEMT更适合高频应用。

导热系数：氮化镓的导热系数为1.3 W/cmK（瓦每厘米开尔文），低于硅。然而，碳化硅具有最高的导热率，与氮化镓和硅相比，其传递热负荷的能力要好三倍。这种卓越的热性能使碳化硅在高功率和高温应用中具有显着的优势。

(二)Ga HEMT衬底材料比较

不同衬底材料的GaN HEMT参数比较

由于GaN HEMT结构是外延结构，因此可以使用不同的衬底材料。

附件：器件结构介绍

为了便于更好地理解文中提到的器件结构，对各类器件结构的缩写进行简要说明。

MOSFET：金属氧化物半导体场效应晶体管，简称MOSFET，是一种电压控制器件。 MOSFET 有两种类型：“p 沟道”和“n 沟道”，每种类型都可以处于增强模式或耗尽模式，从而产生四种不同类型的 MOSFET。

BJT（Bipolar Junction Transistor）：双极结型晶体管，俗称晶体管，是一种电流驱动器件。 BJT有PNP和NPN两种类型，广泛用作放大器、振荡器或开关等。

HEMT（高电子迁移率晶体管）：高电子迁移率晶体管。

pHEMT：赝晶高电子迁移率晶体管，其中“p”代表赝晶。

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）：绝缘栅双极晶体管，由MOS和PN结作为两个基本单元构成。

HBT（异质结双极晶体管）：异质结双极晶体管。

Triacs：交流三极管，一种双向控制的硅器件。

晶闸管：半导体控制整流器。

LDMOS（横向扩散MOS）：横向扩散金属氧化物半导体，一种高频大功率器件。最初，LDMOS主要面向手机基站的射频功率放大器。

CMOS（互补MOSFET）：互补金属氧化物半导体，由NMOS和PMOS组成，是集成电路的基本单元。