摘要 本文研究了商用平面和沟槽 1.2 kV 4H-SiC MOFSET 在重复非钳位电感开关 (UIS) 和短路 (SC) 应力下的可靠性。观察到器件特性的退化,包括传输特性、漏极漏电流 Idss 和输出特性。对 400 和 600 V 总线电压进行重复 SC 应力。应力期间总线电压的增加对测试器件的电气性能有更大的影响。在老化实验期间可能会发生热载流子注入和进入沟道区域栅极氧化物的捕获,这被认为是导致电气参数变化的原因。 关键词:可靠性、退化、SiC MOSFET、TrenchMOSFET、重复 UIS、重复短路 介绍 近年来,碳化硅 (SiC) 功率 MOSFET 制造技术已经相当成熟,因此,现在可以从不同的制造商处大量购买 [1]。由于其优异的性能,SiC 器件可用于更高温度、更高开关频率和更高功率密度的应用 [2-3]。尽管如此,在它们完全取代硅 (Si) 器件之前,稳健性和可靠性仍然是这些器件在过流、过温、短路和非箝位电感开关 (UIS) [5] 等多种极端工作条件下的主要问题 [3-4]。随着为降低成本而缩小芯片尺寸的趋势,雪崩稳健性和短路承受能力变得更加关键,因为它们对芯片尺寸设计非常敏感,因为芯片的最大能量密度是固定的。在 UIS 测试中,MOSFET 通常连接到没有反向并联续流二极管的电感,以在关闭器件时换向环路电流。因此,器件必须在工作阶段吸收先前存储在电感中的所有能量。因此,只要存储的能量足够高,MOSFET 就会进入雪崩模式,导致器件结温逐渐升高 [6]。在大电流雪崩操作期间,会产生高浓度的热载流子,这可能会导致界面和绝缘 (氧化物) 层的退化。
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