雷达T/R组件中GaN器件可靠性影响

作者/窦丙飞、严继进、吴贻伟、吕春明、柳拓鹏，华东电子工程研究所

雷达T/R组件中GaN器件可靠性影响

作者/窦丙飞、严继进、吴贻伟、吕春明、柳拓鹏，华东电子工程研究所

相控阵雷达的核心部件T/R组件性能不断提高，GaN半导体器件的应用使得组件输出功率和效率大幅提高，能够在高温下工作。但是GaN材料目前应用时间较短，可靠性方面还缺乏验证。本文主要介绍了组件中GaN功率器件的失效机理，对影响GaN功率器件可靠性的不同因素进行了分析。

氮化镓功率器件；T/R组件；可靠性

引言

雷达在过去40年从机械扫描发展到有源电扫阵列。发展的关键是雷达阵列中T/R组件的技术发展，包括了性能、制造技术以及成本三方面的进展。第一个T/R组件产生于1964年，组件是基于混合硅基电路制备的。随着上世纪90年代GaAs微波单片集成电路的出现，T/R组件技术也不断革新。而随着第三代化合物半导体材料GaN的成熟和应用，T/R 组件中也逐步地开始采用由GaN材料制备的的微波功率器件，GaN功率器件的优势在于具有更高的输出功率和更小的尺寸。在相同封装体积下，GaN器件具有GaAs器件5到10倍的功率输出，这样可以形成同样成本的高性能或者同样性能的低成本。而GaN器件性能和成熟度方面不断改善，在功率等性能方面具备超过GaAs器件的能力[1—2]。

GaN材料具有多个优点，在微波领域应用前景广阔，目前已经在低频段有了较为成熟的市场应用产品。但是作为新发展起来的材料，其应用的时间不够久，可靠性数据也并不充分，在应用中失效的风险还比较大。……