使用配备 GaN 器件的红外显微镜红外 (IR) 显微镜使用广泛,通过寻找半导体器件中的热点来确定故障位置。但是,热特性中的红外应用受到空间分辨率不兼容的限制。红外显微镜无法解析 GaN 晶体管活跃面积那样小尺寸的点。因此,红外测量需对温度较低的非活跃区域和要测量的活跃区域进行平均计算。换言之,假设对仅有 0.25µm 宽度的区域进行红外测量,则测得的温度读数可能比该区域的峰值温度低 25%。分立式 GaN 晶体管的红外图示例如图 3 所示。
在这个理想示例中,使用红外热成像来对通道上方的 2.5µm x 2.5µm 表面区域成像(具有代表性的红外分辨率限制),得到的测量值低估了峰值通道温度,低估值为 8-15ºC。偏移范围是由于无法精确对齐通道最热区域顶部的一个像素中点所导致的。图 5(b) 和 5(d) 显示使通道处于像素成像区域边界的像素对齐影响。这种情况下,2.5µm x 2.5µm 区域的平均表面温度会低估最高通道温度,低估值超过
15ºC。使用 5µm x 5µm 面积会使误差扩大到 21ºC。
对于 GaN 热分析,亚微米工艺常用来制造晶体管,其热点远小于 0.25 微米,而红外显微镜只能解析尺寸数量级更大的——得到完整的细节——数量级更大的。此外,红外热成像仅测量晶体管的表面温度,而峰值温度实际上发生在表面下方的氮化镓外延层。在半导体材料的热时间常数超出热源的脉冲工作情况下,这种测量温度的降幅将扩大,影响测量温度范围。