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1200V沟槽型SiC MOSFET重复雪崩应力下的失效机理研究
Investigation of Failure Mechanisms of 1200 V Rated Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Avalanche Stress
| 作者 | Xiaochuan Deng · Wei Huang · Xu Li · Xuan Li · Chao Chen · Yi Wen · Jiawei Ding · Wanjun Chen · Yongkui Sun · Bo Zhang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2022年9月 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 碳化硅 MOSFET 重复雪崩 失效机理 沟槽结构 栅极氧化层 热疲劳 |
语言:
中文摘要
本文通过实验研究了非对称沟槽（AT）和双沟槽（DT）结构碳化硅（SiC）MOSFET的重复雪崩耐受能力。研究揭示了不同结构的失效机理：AT-MOSFET主要表现为热诱导疲劳或场氧化层击穿，而DT-MOSFET则表现为电场诱导的栅氧化层退化或击穿。
English Abstract
In this article, the repetitive avalanche ruggedness of silicon carbide metal–oxide–semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) with asymmetric trench (AT) and double trench (DT) structure is investigated experimentally. The different failure mechanisms, i.e., thermal-induced fatigue or field oxide breakdown for AT-MOSFET and electric field induced gate oxide degradation or breakdown for DT-M...
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SunView 深度解读
SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS实现高功率密度和高效率的核心器件。1200V SiC器件在复杂工况下的雪崩耐受能力直接决定了系统的可靠性。本文揭示的AT与DT结构失效机理，对阳光电源在器件选型、驱动电路保护设计及功率模块封装优化具有重要指导意义。建议研发团队在设计中针对不同沟槽结构优化过压保护策略，以应对极端电网波动下的雪崩应力，进一步提升产品在高温、高频应用场景下的长期运行稳定性。