Esplorazione dei fattori che influenzano il test dei dispositivi GaN HEMT e la caratterizzazione delle prestazioni elevate delle SMU

5G, 6G, comunicazioni satellitari e radar a microonde porteranno cambiamenti rivoluzionari nei materiali semiconduttori.

Con la migrazione delle bande di frequenza di comunicazione alle alte frequenze, le stazioni base e le apparecchiature di comunicazione necessitano di dispositivi a radiofrequenza che supportino prestazioni ad alta frequenza. Rispetto ai semiconduttori basati su Si, come rappresentante dei semiconduttori di terza generazione, i vantaggi del GaN con maggiore mobilità degli elettroni, velocità degli elettroni saturi e campo elettrico di rottura diventeranno gradualmente prominenti. A causa di questo vantaggio, i materiali e i dispositivi semiconduttori di terza generazione rappresentati da GaN sono considerati il cuore dell'elettronica di potenza e della tecnologia a radiofrequenza a microonde grazie alle loro eccellenti caratteristiche di alta temperatura, alta pressione e alta frequenza.

Dispositivo PRECISE GaN HEMT Soluzione di caratterizzazione ad alte prestazioni

La valutazione delle prestazioni del dispositivo GaN HEMT generalmente include il test dei parametri statici (test I-V), le caratteristiche di frequenza (test dei parametri S a piccolo segnale) e le caratteristiche di potenza (test Load-Pull). I parametri statici, noti anche come parametri DC, sono i test di base utilizzati per valutare le prestazioni dei dispositivi a semiconduttore e sono anche una base importante per l'utilizzo dei dispositivi. Prendendo come esempio la tensione di soglia Vgs(th), il suo valore ha un importante significato guida per gli sviluppatori nella progettazione del circuito di pilotaggio del dispositivo.

Il metodo di prova statica consiste generalmente nel caricare la tensione o la corrente sul terminale corrispondente del dispositivo e testarne i parametri corrispondenti. A differenza dei dispositivi basati su Si, la tensione di soglia del gate dei dispositivi GaN è bassa e viene applicata anche una tensione negativa. I parametri di test statici comuni includono: tensione di soglia, tensione di rottura, corrente di dispersione, resistenza nello stato attivo, transconduttanza, test dell'effetto di collasso della corrente, ecc.

Attrezzatura consigliata per la caratterizzazione dei dispositivi GaN basata sull'unità di misura della sorgente ad alte prestazioni SMU

SMU, o unità di misura della sorgente, è uno strumento ad alte prestazioni per i materiali semiconduttori e il test dei dispositivi. Rispetto ai tradizionali multimetri e sorgenti di corrente, le SMU integrano molteplici funzioni come sorgenti di tensione, sorgenti di corrente, voltmetri, amperometri e carichi elettronici. Inoltre, SMU ha anche una varietà di funzionalità come test multi-range, a quattro quadranti, a due fili/quattro fili, ecc. Per molto tempo, SMU è stato sviluppato e progettato nel settore dei test sui semiconduttori e il suo processo di produzione è stato ampiamente utilizzato. Allo stesso modo, per i test GaN, anche i prodotti SMU ad alte prestazioni sono strumenti essenziali.