СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2013

Очевидно, что полупроводниковые приборы из нитрида галлия на карби де кремния, предназначенные для уси ления мощности на высоких частотах, быстро завоёвывают признание в ра диочастотной и микроволновой про мышленности. Обещание технологии обеспечить высокую плотность энер гии и высокие значения КПД, а также работу в большой относительной по лосе пропускания при поддержании более высокой температуры проводя щего канала по сравнению с предыду щими полупроводниковыми техноло гиями, наконец становится явью. Все технологии проходят через еди ный процесс становления: внедрение, принятие большинством и, наконец, утверждение в качестве основной тех нологии, взамен устаревшей. Однако прежде чем любая новая технология будет полностьюпринята, должна быть подтверждена её надёжность. Кроме то го, современная рыночная среда тре ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 72 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2013 бует значительного сокращения цик ла проектирования и производства из делия при сохранении стабильности параметров и высокой надёжности. Производители полупроводниковых приборов мирового класса это пони мают, поэтому регулярно подвергают свои новые разработки обширным ис пытаниям на надёжность и разбраков ку по качественным показателям. Группа RF Power Products компании M/A COM Tech.Solutions имеет колос сальный опыт создания и внедрения мощных, высокочастотных и микро волновых устройств высокого качества для гражданских и военных примене ний. История компании начинается с 1970 года. За этот период M/A COM Tech.Solutions разработала большое ко личество систем: начиная от диапазона УВЧ до S диапазона для военнойи ком мерческой связи, первичных и вторич ных радиолокаторов для систем управ ления воздушным движением, авиаци онных и спутниковых каналов связи, промышленных и медицинских сис тем, многие из которых используются ипо сей день. Все изделия, устанавлива емые в эти системы, требуют строгой проверкина надёжность и/или разбра ковку по этому параметру, так как это является важным компонентом про гнозирования общего ресурса для всех критически важных систем высокой надёжности. В результате компания M/A COMTech.Solutions обладает бога тымопытомв проектированиии тести ровании компонентов со временем эксплуатации более 30 лет. Недавно специалисты компании представили новую линейку мощных высокочастотных GaN транзисторов с шириной затвора 0,5 мкм. Все разрабо танные приборы подверглись исчер пывающим испытаниям на качество и надёжность. Для аттестации линейки MAGXбыл выбран 30 Вт транзистор без внутреннего согласования импеданса (см. рис. 1). Этот прибор значительно больше тех, что производителиобычно выбирают для сертификации и испы танийна надёжность. Однакоменьшие конфигурации ячеек кристалла, поряд ка нескольких десятых долей милли метра, являются стандартными. Ис пользование большего по размеру и мощности прибора обусловленожела нием компании не просто показать «кристалл» устройства, а представить дизайн именно того изделия, которое предлагается на рынке. Полупроводник представляет собой HEMT транзистор с 6 мм затвором. Прибор смонтирован в керамическом корпусе с использованием золото оло вянного эвтектического припоя. Со единения между корпусом и устройст вом выполнены стандартной 2 мил (50 мкм) золотой проволокой. Квалификационные испытания бы ли разбиты на два основных раздела: 1. Тестирование корпусированных из делий, которые состояли из разбра ковки на группы A, B и C по стандар ту MIL PRF 19500; 2. Испытания при большой мощности и высокой температуре, предназна ченные для проверки надёжности самих полупроводниковых нитрид галлиевых кристаллов. Каждый этап отбраковочных испы таний проводился на отдельных груп пах изделий. В таблице 1 перечисле ны все проведённые испытания. Было изготовлено значительное ко личество транзисторов из нескольких Рис. 1. HEMT транзистор с продолжительной выходной мощностью 30 Вт Ресурсные испытания мощных GaN транзисторов на подложке SiC (при высокой температуре и большой мощности СВЧ) Брайан Барр, Дэн Буркхард, M/A COM Technology Solutions RF Power Products Group (США) Перевод Андрея Данилова Поскольку технология мощных GaN приборов развивается и получает признание на мировом рынке, поставщики изделий просто обязаны подтвердить её надёжность. Эта статья посвящена подходам к испытаниям, используемым для установления частоты отказов в условиях высоких температур (HTOL) на постоянном токе (DC HTOL) и в режиме усиления СВЧ сигнала (RF HTOL). Основное внимание уделено методу испытаний RF HTOL, который использует компания M/A COM Technology Solutions для аттестации своей новой линейки MAGX дискретных мощных GaN транзисторов на карбиде кремния. Обсуждаются результаты сравнения надёжности GaN и кремниевых полупроводниковых технологий. ©СТА-ПРЕСС