[发明专利]砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种元器件电应力评估方法，具体涉及一种砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法。

 

背景技术

随着我国航天科技工业的飞速发展，一系列国家重大专项的实施，对配套的元器件的性能、功能和可靠性有了更高的要求。同时，元器件生产制造方的设计思路也在改变，从“单纯满足合同要求”向“尽可能加大产品的可靠性裕度，保证使用中不出故障”转变。因此为达到更高的宇航元器件可靠性要求，应了解元器件承受应力等的范围或界限，掌握所选用的元器件实际能力与其厂家详细规范所标注的能力之间的裕度。这有助于采购方选择质量保证能力强的航天型号使用元器件的供应商，从用户方角度保证选用元器件的高可靠性。同时，对宇航用元器件实际能力的摸底可以掌握其设计或应用的可靠性裕度等信息，并且可根据摸底过程中元器件暴露的薄弱环节，重点增加鉴定试验的批次和项目，通过提高鉴定试验的条件筛选门槛来保证高可靠性宇航元器件的选用。目前，我国一些传统元器件可靠性试验所采用的试验条件往往是直接照搬国外的标准规范，而没有在原因上做深入的考究，因此对元器件的改良也不能深入，可靠性也不能从实质上进行提高。基于这样的背景需求，我国宇航元器件可靠性领域亟待一套成熟的技术和工程化的标准体系。

目前，一种新的元器件可靠性评价技术——宇航元器件极限评估技术在国内被提出。宇航元器件极限评估技术，是针对分析元器件应用中所关注的相关功能、性能和可靠性与规范之间要求的裕度和余量，以及在设计、材料或工艺方面的潜在缺陷，采用高加速应力和持续应力的方法以获得极限能力，评估元器件在热、力、电等应力作用下可承受的应力极限值和失效模式，综合评价元器件极限能力的全过程。从 20 世纪 80 年代后期开始，国外高加速应力试验（HAST，Highly Accelerated Stress Test）等激发试验技术快速发展，为极限评估提供了有力手段，同时加速了这种提高元器件质量保证技术的工程化，在宇航技术标准领域增加了一些极限测试与评估的内容。美国国家航空航天局（NASA）标准体系及欧洲空间元器件协调委员会（ESCC）为保证其航天产品的高质量、高可靠性和低成本，制定了一些相关元器件的评估测试标准。如《ESCC 2269010 单片微波集成电路(MMIC)的评估测试计划》中，器件的标准评估流程如后：样品选取→制定评估测试计划→筛选→初始电测量→评估测试并检查。但在极限测试方面，NASA 与 ESCC  发布的评估测试方法还不够细致全面，操作性还有欠缺，依靠这些方法难以掌握电子元器件的真实能力和失效原因。

例如对GaAs MMIC而言， 凭借其在体积、稳定性、品质和成本上的优势，在雷达、通信、导航和仪器系统等国防、航天等高科技领域中有日益广泛的需求和应用。这也对器件可靠性增长提出了更高的要求，材料、结构和工艺技术的不断翻新,也引入更多新的失效模式和机理, 使其可靠性研究及分析不断面临新的问题。

一般来说,人们认为降低温度就可以提高微波器件的可靠性，对于GaAs MMIC 功率放大器芯片而言，设计师通常过度重视高稳态温度引起的失效，一般特征是熔化或者热击穿。然而在器件使用中，出现这种高温极可能是由静电放电产生的瞬时高能或过电应力引起的，在高场强下工作所诱发的一系列瞬态效应对微波器件性能的提高和器件可靠性提出了挑战。而目前也确实没有针对砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法。

 

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，该评估方法采用变步长步进方式进行极限评估试验，得到的器件极限能力更逼近真实值。解决了现有技术中存在的技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，包括以下步骤：

步骤1，样品选取；

步骤2， 对样本进行初始电测试，各项指标参数应当满足详细规范；

步骤3，将样本分为两组：对比组和试验实验组；对比组用于与试验实验组进行对比，当对试验实验组的样品进行电测试的时候，对比组的样品也需要进行电测试；

步骤4，对试验实验组样品施加电应力，进行电应力极限评估试验实验，

步骤5，数据分析并得出结论；

所述的步骤4需要先确定以下参数：

确定电压起始点，电压起始点应当设定为器件的最佳工作电压范围；