一种GaN HEMT加速寿命试验方法技术

本发明专利技术适用于半导体技术领域，提供了一种GaN HEMT加速寿命试验方法，该方法包括：选取多个相同工艺制备的GaN HEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组；其中，所述寿命试验组包括一个变化温度试验组和至少三个固定温度试验组；对每个所述固定温度试验组中的所述GaN HEMT器件施加相同的试验直流功率，并进行电参数测试，得到第一失效数据；对所述变化温度试验组中的所述GaN HEMT器件施加与所述固定温度试验组相同的所述试验直流功率，并进行电参数测试，得到第二失效数据；根据所述试验温度、第一失效数据和第二失效数据，获得温度‑寿命曲线。本发明专利技术能够验证GaN HEMT加速寿命试验的一致性，提高试验的可信性。

【技术实现步骤摘要】
一种GaNHEMT加速寿命试验方法
本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种GaNHEMT加速寿命试验方法。
技术介绍
微电子器件寿命是器件制造商或用户都非常关心的一个可靠性指标，由于GaN高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor，HEMT)是采用第三代半导体材料研制的器件，若仍采用常规的硅或砷化镓器件的可靠性试验方法来估算氮化镓器件的寿命，则会因试验时间过长，导致外界干扰因素增多，对试验结果产生负面影响；或者因试验条件选择不当，极易对试验结果的可信性产生怀疑。目前，微电子器件加速寿命试验以直流功率或射频加速寿命试验为主要的试验方法。直流功率加速寿命试验由于设备简单、便于实施，在硅、砷化镓、碳化硅及氮化镓器件的可靠性试验中均有采用。目前的微电子器件加速寿命试验往往只是针对某一特定输出功率的器件进行的试验，然而对于器件制造商，器件往往是按工艺类别进行分类。器件制造商关心的是不同工艺条件对器件可靠性的影响，而用户关心的是某一特定输出功率器件的可靠性。所以，需要一种GaNHEMT寿命试验方法，既能满足用户对某一特定输出功率器件可靠性的判断，又能满足器件制造商对同一类工艺生产的器件可靠性的判断。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种GaNHEMT加速寿命试验方法，通过使用同一个试验工位、不同试验温度的变化温度试验组，与多个固定温度试验组试验结果进行对比，以解决采用现有技术中的微电子器件加速寿命试验方法进行GaNHEMT加速寿命试验可信性低问题。本专利技术实施例的提供了一种GaNHEMT加速寿命试验方法，包括：选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组；其中，所述寿命试验组包括一个变化温度试验组和至少三个固定温度试验组；对每个所述固定温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加相同的试验直流功率，并进行电参数测试，得到第一失效数据；其中，每个所述固定温度试验组的试验温度互不相同，所述第一失效数据包括第一失效数和第一失效时间；对所述变化温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加与所述固定温度试验组相同的所述试验直流功率，并进行电参数测试，得到第二失效数据；其中，所述第二失效数据包括第二失效数和第二失效时间；根据所述试验温度、第一失效数据和第二失效数据，获得温度-寿命曲线。可选的，所述选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组之前，所述方法还包括：通过工艺控制图形对相同工艺制备的晶圆进行测试；对成品率超过预设值的所述工艺制备的晶圆进行装架、键合，形成所述GaNHEMT器件。可选的，所述选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组之后，所述方法还包括：根据所述试验温度的最小值设置筛选温度；根据所述试验直流功率设置筛选直流功率；对所述GaNHEMT器件进行电参数筛选测试，得到电参数筛选初始值；对所述GaNHEMT器件按所述筛选直流功率进行恒定直流功率的筛选试验；对经过所述筛选试验的GaNHEMT器件进行电参数测试，得到电参数筛选测试值，去除所述电参数变化率大于电参数阈值的GaNHEMT器件。可选的，所述筛选温度控制在所述试验温度的最小值的100％～110％之间；所述筛选直流功率控制在所述试验直流功率的100％～110％。可选的，所述电参数包括最大工作电流、源漏饱和电流、跨导、源漏导通电阻、肖特基正向导通电压和泄漏电流；其中，所述泄漏电流包括栅源泄漏电流、栅漏泄漏电流和源漏泄漏电流。可选的，所述电参数阈值为所述最大工作电流、源漏饱和电流、跨导、源漏导通电阻或肖特基正向导通电压中任一参数变化率为20％的值，或泄漏电流变化率为1000％的值与试验后的泄漏电流超过1mA/mm栅宽的大者。可选的，所述对每个所述固定温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加相同的试验直流功率，并进行电参数测试，得到第一失效数据，包括：对所述固定温度试验组中的所述GaNHEMT器件进行电参数测试，得到第一电参数初始值；分别将每个所述固定温度试验组的温度设定到各自相应的试验温度；对每个所述GaNHEMT器件施加相同的试验直流功率；对经过所述试验直流功率处理的所述GaNHEMT器件进行电参数测试，得到第一电参数测试值；根据所述第一电参数初始值和第一电参数测试值，得到所述GaNHEMT器件的第一失效数据；其中，所述试验温度差递增或递减分布。可选的，所述对所述变化温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加与所述固定温度试验组相同的所述试验直流功率，并进行电参数测试，得到第二失效数据，包括：试验前对所述变化温度试验组中的所述GaNHEMT器件进行电参数测试，得到第二电参数初始值；根据所述固定温度试验组不同的试验温度，按温度递增或递减方式依次调整所述变化温度试验组的温度至所述试验温度；在每个所述试验温度条件下对至少一个所述GaNHEMT器件施加所述试验直流功率；对经过所述试验直流功率处理的所述GaNHEMT器件进行电参数测试，得到第二电参数测试值；根据所述第二电参数初始值和第二电参数测试值，得到所述GaNHEMT器件的第二失效数据。可选的，所述根据所述试验温度、第一失效数据和第二失效数据，获得温度-寿命曲线，包括：根据所述第一失效数据和第二失效数据，分别得到第一累积失效比例和第二累积失效比例；根据所述试验温度、第一累积失效比例和第二累积失效比例，获得温度-寿命曲线。可选的，每个所述固定温度试验组中包括至少5个所述GaNHEMT器件。本专利技术实施例的有益效果为：本专利技术实施例通过使用同一个试验工位、不同试验温度的变化温度试验组，与固定温度试验组的试验结果进行对比，验证GaNHEMT加速寿命试验的一致性，提高试验的可信性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的GaNHEMT加速寿命试验方法实现流程示意图；具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。请参考图1，GaNHEMT加速寿命试验方法，包括：步骤S101，选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组，其中，所述寿命试验组包括一个变化温度试验组和至少三个固定温度试验组。在本专利技术实施例中，由于器件制造商是通过GaNHEMT器件制备工艺进行分类，例如：GaNHEMT器件栅长为0.5μm、栅长为0.25μm等，通过制备不同宽度的栅电极，获得不同输出功率的GaNHEMT器件。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN HEMT加速寿命试验方法，其特征在于，包括：选取多个相同工艺制备的GaN HEMT器件，并将多个所述GaN HEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组；其中，所述寿命试验组包括一个变化温度试验组和至少三个固定温度试验组；对每个所述固定温度试验组中的所述GaN HEMT器件施加相同的试验直流功率，并进行电参数测试，得到第一失效数据；其中，每个所述固定温度试验组的试验温度互不相同，所述第一失效数据包括第一失效数和第一失效时间；对所述变化温度试验组中的所述GaN HEMT器件施加与所述固定温度试验组相同的所述试验直流功率，并进行电参数测试，得到第二失效数据；其中，所述第二失效数据包括第二失效数和第二失效时间；根据所述试验温度、第一失效数据和第二失效数据，获得温度‑寿命曲线。

【技术特征摘要】
1.一种GaNHEMT加速寿命试验方法，其特征在于，包括：选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组；其中，所述寿命试验组包括一个变化温度试验组和至少三个固定温度试验组；对每个所述固定温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加相同的试验直流功率，并进行电参数测试，得到第一失效数据；其中，每个所述固定温度试验组的试验温度互不相同，所述第一失效数据包括第一失效数和第一失效时间；对所述变化温度试验组中的所述GaNHEMT器件施加与所述固定温度试验组相同的所述试验直流功率，并进行电参数测试，得到第二失效数据；其中，所述第二失效数据包括第二失效数和第二失效时间；根据所述试验温度、第一失效数据和第二失效数据，获得温度-寿命曲线。2.如权利要求1所述的GaNHEMT加速寿命试验方法，其特征在于，所述选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组之前，所述方法还包括：通过工艺控制图形对相同工艺制备的晶圆进行测试；对成品率超过预设值的所述工艺制备的晶圆进行装架、键合，形成所述GaNHEMT器件。3.如权利要求1所述的GaNHEMT加速寿命试验方法，其特征在于，所述选取多个相同工艺制备的GaNHEMT器件，并将多个所述GaNHEMT器件进行随机分组，形成至少四个寿命试验组之后，所述方法还包括：根据所述试验温度的最小值设置筛选温度；根据所述试验直流功率设置筛选直流功率；对所述GaNHEMT器件进行电参数筛选测试，得到电参数筛选初始值；对所述GaNHEMT器件按所述筛选直流功率进行恒定直流功率的筛选试验；对经过所述筛选试验的GaNHEMT器件进行电参数测试，得到电参数筛选测试值，去除所述电参数变化率大于电参数阈值的GaNHEMT器件。4.如权利要求3所述的GaNHEMT加速寿命试验方法，其特征在于，所述筛选温度控制在所述试验温度的最小值的100％～110％之间；所述筛选直流功率控制在所述试验直流功率的100％～110％之间。5.如权利要求3所述的GaNHEMT加速寿命试验方法，其特征在于，所述电参数包括最大工作电流、源漏饱和电流、跨导、源漏导通电阻、肖特基正向导通电压和泄漏电流；其中，所述泄漏电流包括栅源泄漏电流、栅漏泄...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宏菽，宋建博，杨中月，崔玉兴，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13