TCASAS 005-2022 用于硬开关电路的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法.docxVIP

第三代半导体产业技术创新战略联盟发布

ICS31.080L40/49

团体标准

T/CASAS005—2022

用于硬开关电路的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法

Dynamicon-resistancetestmethodforGaNhighelectronmobilitytransistor(HEMT)inhard-switchingcircuits

版本：V01.00

2022-09-16发布2022-09-16实施

T/CASAS005—2022

I

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原理 2

5测试条件 3

6测试装置 3

7测试程序 4

7.1测试方法 4

7.2测试流程 5

8数据记录和处理 6

9试验报告 6

附录A（资料性）GaNHEMT电力电子器件动态导通测试记录表 7

参考文献 8

T/CASAS005—2022

III

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

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。

本文件由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）制定发布，版权归CASA所有，未经CASA许可不得随意复制；其他机构采用本文件的技术内容制定标准需经CASA允许；任何单位或个人引用本文件的内容需指明本文件的标准号。

本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、佛山市联动科技股份有限公司、珠海镓未来科技有限公司、东南大学、英诺赛科（珠海）科技有限公司、浙江大学、大连理工大学、西安电子科技大学、西交利物浦大学、江南大学、北京大学、佛山市国星光电股份有限公司、北京大学东莞光电研究院、中国科学院半导体研究所、北京第三代半导体产业技术创新战略联盟。

本文件主要起草人：贺致远、田飞飞、吴毅锋、李胜、银杉、吴新科、董泽政、施宜军、陈媛、刘斯扬、李凯、陈希辰、刘庆源、黄火林、李祥东、刘雯、闫大为、王茂俊、袁海龙、王琦、张旭、高伟。

T/CASAS005—2022

IV

引

言

在电力电子系统中，GaNHEMT功率器件的开通和关断过程存在漏源电压和漏极电流都不为零的工作状态，即为GaNHEMT的硬开关过程。硬开关问题在很多电路拓扑工作过程是很难避免的，如三相牵引供电系统，AC-DC中图腾柱PFC以及谐振开关电路的启动和过流保护过程等等。GaNHEMT在硬开关条件下同时承受高压应力及热电子冲击，器件中二维电子气的一些电荷可能会被束缚在晶体管结构的特定区域中，从而造成较为严重的动态导通电阻退化问题。动态导通电阻的增大会导致更高的功率损耗，使得电力电子系统整体性能的进一步恶化。因此，在选用GaNHEMT器件时需要评估GaNHEMT硬开关条件下动态电阻问题，要求其动态电阻变化量控制在一定范围，以达到系统有效稳定工作的需求。基于此，建立用于硬开关电路的GaNHEMT动态电阻测试标准具有重要意义。

本文件可用于晶圆级和封装级器件产品测试，但应考虑器件热特性，尽量减少自热效应对测试结果带来的影响。未切割的小功率晶圆级器件相对其功率等级具有较好的散热能力，而大功率晶圆级器件和封装级器件可能在连续大电流测试过程结温明显上升，需要进行散热处理。

T/CASAS005—2022

1

用于硬开关电路的氮化镓高电子迁移率晶体管动态导通电阻测试方法

1范围

本文件规定了用于硬开关切换电路的氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）动态导通电阻测试方法。

本文件适用于进行GaNHEMT的生产研发、特性表征、量产测试、可靠性评估及应用评估等工作场景。可应用于以下器件：

a)GaN增强型和耗尽型分立电力电子器件；

b)GaN集成功率电路；

c)以上的晶圆级及封装级产品。

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

硬开关hard-switching

电力电子器件在栅压上升（开启）过程中漏极电压不为零、在栅压下降（关断）过程中漏极电流不为零的情况。

3.2

动态导通电阻dynamicon-r