Dynamic high temperature operating life test methodology for long-term switching reliability of GaN power devices

结温 可靠性(半导体) 寄生提取 可靠性工程 电子工程 功率(物理) 功率半导体器件 降级(电信) 电源模块 氮化镓 计算机科学 电压 工程类 电气工程 材料科学 复合材料 物理 量子力学 图层(电子)
作者
Muhammad Farhan Tayyab,Marco Silvestri,Mirko Bernardoni,Thomas Basler,Gilberto Curatola
出处
期刊:Microelectronics Reliability [Elsevier BV]
卷期号:138: 114613-114613 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.microrel.2022.114613
摘要

Dynamic High Temperature Operating Life (DHTOL) test is becoming a mandatory test for GaN power devices as it explores the device reliability under application-close conditions. However, the number of applications and circuitries where GaN power devices are intended to be used poses a serious challenge in terms of validity of the application-like test setup used to evaluate the device degradation. In this paper, an accurate model supported by real DHTOL tests was developed precisely including test board and device properties with parasitic elements providing an advanced environment to support the evaluation of the GaN switching behavior and its stability. In order to evaluate and validate the current and voltage peaks, which define the switching stress conditions, we present the methodology to extract device, package, and board parasitics of the complete test setup. Furthermore, an accurate junction temperature (TJ) estimation and prediction technique is also presented being essential to judge and discriminate the natural self-heating effects from the one induced by the RDSON degradation during long-term repetitive hard-switching events.
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