《用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN
HEMT)动态导通电阻测试方法指南》(征求意见稿)编制说明
一、工作简况
1、任务来源
《用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)动态导通电阻
测试方法指南》标准制定是2024年第五批推荐性国家标准计划项目,计划项目批
准文号:国标委发【2024】32号,计划代号T-339,由中华人民共和
国工业和信息化部提出,由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归
口,主要承办单位为工业和信息化部电子第五研究所,广东工业大学、电子科技
大学、三微电子科技(苏州)有限公司、南京大学等单位参与编制。项目周期:
16个月。
2、制定背景
目前,基于AlGaN/GaN异质结二维电子气(2DEG)结构的GaN横向型高电
子迁移率晶体管,因其低导通损耗和高功率密度能力而成为商业化应用的主流
GaNHEMT功率开关器件产品。但在实际使用过程中,应用工程师仍然对GaN
HEMT功率器件可靠性存在担忧。其中,最关键的可靠性问题就是GaN功率器件
在开关操作中所面临的动态导通电阻(RDS(ON))退化问题,这种现象也被称为“电
流崩塌”现象。由于器件表面陷阱、异质外延层体陷阱所引起的沟道载流子部分
耗尽,而造成的器件导通电阻和导通损耗增加的现象。也就是说,GaN器件在承
受一段时间高压偏置后再切换到开通状态,实际的导通电阻会高于静态导通电阻
值。因此,在高频变换器应用中,由动态电阻变化带来的导通电阻增加现象将十
分显著,这会大大增加器件的功率损耗,降低器件的工作效率,严重制约GaN功
率的器件广泛应用。
制定《用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)动态导通电
阻测试方法指南》国家标准,实现GaNHEMT功率器件动态导通电阻的精准测试,
将进一步补充完善相关GaNHEMT功率器件产品的数据手册,并对器件工艺水平
给出定量考核依据,可以有力支撑GaNHEMT功率器件的研制生产和应用开发
等,促进我国第三代半导体产业的发展,对保证整机系统的可靠应用具有十分积
极的推动作用。
国家标准报批资料
2、主要工作过程
起草阶段:
2023年3月,工业和信息化部电子第五研究所牵头成立了编制组,编制组成
员包括检验试验管理人员、长期从事GaN功率晶体管设计、生产、测试、可靠性
研究的技术人员和试验人员,以及具有多年国标编制经验的标准化专家。
2023年4月~2024年7月,编制组对等同采用的IEC标准进行了调研,该标准
的要求符合国内的实际使用情况,因此可以等同采用。对等同采用的IEC标准进
行了翻译、研究、分析和比较。
2024年8月~2025年2月,签订项目任务书,征集参编单位。
2025年3月,全国半导体器件标准化技术委员组织召开项目启动会,制定后
续工作计划。
2024年4月~2025年6月,编制工作组讨论稿,所内召开讨论会,修改、完善
标准内容,形成了标准的征求意见稿,并编写编制说明。
3、标准编制的主要成员单位及其所做的工作
本标准起草单位为工业和信息化部电子第五研究所、广东工业大学、电子科
技大学、浙江大学、南京大学、三微电子科技(苏州)有限公司、英诺赛科(苏
州)半导体有限公司、北京大学、西安电子科技大学广州研究院、南方电网科学
研究院有限责任公司、河北新华北集成电路有限公司、深圳小米通讯有限公司等
(该顺序非最终编制单位顺序)。人员分工如下(以下顺序非最终编制人员顺序)。
表1编制组人员分工表
序号单位姓名分工
何亮标准编写总负责
陈媛项目策划,标准翻译
施宜军负责行业调研和试验数据分析
1工业和信息化部电子第五研究所
陈兴欢负责标准格式和文本校对