英诺赛科在国际功率半导体器件与集成电路会议发表两篇关键文章,持续体现在氮化镓的行业领导力

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全球最大8英寸制造公司在IEEE顶级会议上发表,15V与650V氮化镓功率器件的性能与可靠性数据。

2022年5月22日至25日,国际功率半导体器件与集成电路会议 (International Symposium on Power Semiconductor Devices, ISPSD)在加拿大温哥华举办。英诺赛科作为一家致力于为全球能源生态系统提供高性能、低成本的硅基氮化镓解决方案的公司,在IEEE ISPSD峰会上发表了两篇关键文章。

第一篇文章题为《8英寸CMOS兼容制程平台制造的650V硅基氮化镓功率器件应用于高密度功率变换器的可靠性与寿命评估》(作者银杉博士、郝荣晖博士、林逸铭等。)该文章系统性的评估了650V商用硅基氮化镓HEMT在高密度PFC升压变换器中的可靠性与开关寿命。文章展示了英诺赛科研发团队通过引入英诺赛科的应力增强层(Strain Enhancement Layer, SEL)技术,实现了1000小时开关应力测试下动态电阻上升小于1.2倍,并且进一步在晶圆级应力测试系统中得到了验证。对于未使用到SEL的对比样品,在3小时的应力测试中动态电阻上升了18倍,其退化趋势显著加剧。通过对器件在开关应力下进行原位发光监测,英诺赛科的研发团队发现了SEL能够抑制热电子注入效应,其被认为是未使用到SEL技术样品的动态电阻上升的关键原因。最后,通过开关加速应力测试,得到了高达29年的寿命,满足了工业界的应用要求。

热电子发光现象:未使用到SEL技术器件(a) 350 V, (b) 500 V,使用到SEL技术器件(c) 350 V, (d) 500 V。(e)器件剖面图展示了热电子位置以及发光现象。

硬开关测试下(Vds = 600 V, Vgs = 6 V, and fs = 100 kHz)使用以及未使用到SEL技术的器件样品的动态电阻对比

第二篇文章题为《零动态电阻与零动态阈值低开关优值15V高性能增强型氮化镓高电子迁移率晶体管应用于10 MHz降压换流器下效率高达90 %》,(作者李思超博士、严慧、刘小明等。)该文章主要讨论基于8英寸硅基氮化镓量产平台下的低开关优值的低压功率器件。尽管产业界、学术界对40V以下GaN功率器件在消费电子中投入了大量的精力及时间,但在实现中大规模应用上仍面临巨大挑战。其中主要挑战包括当器件尺寸缩小后,接触电阻和寄生电容的比例急剧增加;阈值电压的降低,会引发误导通;关断漏电流增加,导致较大的静态功耗;长期的静态与动态稳定性问题。这些都阻碍了低压GaN功率器件在体积越来越小的便携式电子设备中的广泛应用。

针对上述挑战与阻碍,英诺赛科展示了其InnoGaN器件在宽温度范围下具有耐受1000小时连续电压应力的能力,且各项参数偏移极低。同时,在连续的软开关和硬开关的模式下,具有接近零的动态电阻和动态阈值。基于该器件组成的半桥降压电路展示了优异的效率特性,在30MHz下效率高达80%以上,10MHz下效率高达90%。因此,该15V InnoGaN器件展示了GaN功率开关在高速高频降压电路中的潜在价值,以及其具备的长期系统动态稳定性。

(a)光学显微镜下15V GaN HEMT器件,其封装形式为晶圆级芯片级封装,寄生电感为数pH量级。(b)制造的GaN HEMT器件的剖面图。

英诺赛科欧洲公司的总经理Denis Marcon博士评论到:“英诺赛科投稿到ISPSD这样被工业界广泛认可的IEEE重要会议的两篇文章包括了详细而全面的测试数据。我们希望此次会议的参与者能够认可英诺赛科在8英寸硅基氮化镓领域的领先能力,以及我们低压与高压氮化镓器件的优越特性和可靠性。”


责编: 爱集微
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