SiC MOSFET短路特性 1#：深结MOSFET

全文概述

本文探讨了SiC MOSFET在短路条件下的性能优化和退化机制。通过深结结构，SiC MOSFET的短路承受时间（SCWT）显著提升，同时保持了良好的静态特性。研究还揭示了重复短路测试对器件性能的影响及高温环境下的部分恢复现象。

SiC MOSFET与IGBT的短路特性对比

SiC MOSFET相比IGBT具有更小的芯片面积和更高的电流密度，导致其散热能力较差，在短路条件下（SCWT）仅为3μs左右，远低于IGBT的10μs。此外，SiC MOSFET的热量集中在有源区，容易因高温导致失效。

深结结构对SiC MOSFET短路鲁棒性的提升

通过倾斜离子注入实现的深结结构显著增加了JFET电阻，抑制了短路电流。实验表明，该结构使SiC MOSFET的最大漏极电流减少了约2.7倍，SCWT从2μs提升至8μs，且对静态特性影响较小。

重复短路测试对SiC MOSFET性能的影响

重复短路测试显示，随着循环次数增加，SiC MOSFET的VTH降低，IDSS增加。高能空穴被捕获在栅极氧化层中，导致沟道提供额外正电场。高温环境下，部分退化的性能可以恢复，但短时间内高温暴露会加速退化。

深结结构对SiC MOSFET可靠性的贡献

深结结构将反偏最大结电场远离栅极氧化层，减少高能空穴注入，从而提高器件可靠性。结合深JFET注入，是优化SiC MOSFET性能的关键路径之一。