不同老化试验方法下SiC MOSFET失效机理分析

作者:陈杰; 邓二平*; 赵子轩; 吴宇轩; 黄永章
来源:电工技术学报, 2020, 35(24): 5105-5114.
DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.191409

摘要

SiC MOSFET凭借其优异的电热特性,正逐渐投入市场,长期运行其可靠性成为关注的重点,功率循环试验是考核器件可靠性最重要的老化试验。MOSFET具有三种导通模式,分别对应三种不同的功率循环测试方法。为探究和对比SiC MOSFET在不同老化试验方法下的失效机理和失效表征参数的变化规律,对其在不同导通模式下进行功率循环试验,基于不同导通模式下的特性分析,重点对比正向MOSFET模式和体二极管模式。SiC MOSFET中的界面陷阱会造成阈值电压漂移,为此提出一种判断准则以及相应的功率循环试验方法,可以将阈值电压漂移对试验结果的影响最小化,并在老化试验过程中实现结温、通态压降和热阻的在线测量。结果表明,在两种模式下失效方式均为键合线老化,但是老化后的电热反馈机制不同,造成其退化规律和寿命不同,相同热力条件下体二极管模式下的寿命约为正向MOSFET模式下的两倍。