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SiC MOSFET的典型失效分析曲线

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大家好,我是电源漫谈,对于SiC MOSFET的批量而言,通过早期筛选,可以找出有明显内部缺陷的器件,减小应用风险,确保栅极氧化层可靠性。通常采用给每个器件施加预定幅值和时间的高栅极应力脉冲,来进行筛选。


老化实验是常见的早期筛选方法,给半导体器件施加高温,高压,从而让器件进行高负荷工作,从而诱发缺陷引起的失效,这个过程会让器件提前进入偶发失效期,从而减小器件失效率。

上图是SiC和Si的可靠性浴盆曲线,对于Si而言,前期为偶发失效期,经过这个区域后,失效率明显变低,而SiC不是这样,其偶发失效期会经过较长时间慢慢降低的趋势,所以对于SiC的早期筛选是一个重要的课题,既能起到筛选明显缺陷,有不至于让器件处于老化条件下导致阈值电压和导通电阻漂移。


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参考来源:SiC MOSFET功率器件的应用可靠性评价技术体系报告





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首次发布时间:2024-10-20
最近编辑:1月前
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SiC MOSFET短路保护的重要性探讨

点击下方关注公 众号:电源漫谈关注,分享,点赞,赞赏,在看,支持优质内容!大家好,我是电源漫谈,SiC MOSFET在高耐压,高开关频率/低开关损耗,高结温耐受能力上相比Si IGBT都有较强的优势,使得大功率电力电子系统的功率密度得以提高,同时散热器设计也更加容易。但是短路故障是SiC MOSFET典型的重要故障原因,其短路保护电路的性能非常重要,且具有设计上的挑战性。为什么SiC MOSFET的短路保护这么重要呢?实际上,在相同的电流额定值条件下,Si IGBT的晶圆面积更大,而SiC MOSFET的晶圆面积小,发生短路时电流密度高,这就导致SiC MOSFET的短路承受能力较弱。 这里举一个例子说明,相关研究者在对SiC MOSFET做硬短路测试时,被测器件为1200V/33A的SiC MOSFET,其在短路发生后13us失效损坏,但是却在短路发生5us后,被测器件栅源的泄漏电流突然增大,说明栅源极此时已经退化。 在短路情况下,SiC MOSFET的界面质量较差,这会带来栅氧层可靠性的问题,这个问题随着工业界厂家的工艺改进逐渐改善,但是短路时SiC器件温度会上升到较高,如125C以上,这时候可能由于某些原因导致栅极氧化层出现退化。 另外,本身SiC MOSFET需要较高的栅极正向电压,在短路情况下,这也会加剧栅氧层的退化,所以降低短路时栅氧层电压也有助于栅氧层可靠性提高。 SiC MOSFET结电容小,开关速度较高,若要避免短路故障,对SiC MOSFET的短路保护电路也提出了非常高的要求,例如希望短路保护电路响应较快,尽可能地让短路时SiC MOSFET工作在安全工作区内。 另外,其SiC MOSFET的跨导在短路时属于正温度系数,在短路时器件di/dt和dv/dt会随着结温变得更大,因此需要更加快速的短路保护电路适应这种温度的影响。 从以上的论述中,可以看到短路保护及短路故障对于SiC MOSFET的重要性,在系统件和软件设计中要引起重视。参考来源: SiC MOSFET短路保护技术综述 公众 号《电源漫谈》主创人,知名头部半导体公司电源及宽禁带器件专家级应用工程师,电源网电子星球号优质创作者,主要方向为模拟电源基础,MCU设计基础,嵌入式设计应用,数字电源控制理论及设计,宽禁带半导体应用等方向,目前公众 号粉丝10000+,致力于电源知识的科普创作及基础研发人员的培训,坚持每天进步一点点,做时间的朋友!//关于知识产权:1.本公众 号主要用于个人学习笔记归纳及分享,无任何商业目的。2.本公众 号所发表言论及观点不代表本人现任公司及前任公司,如有错误请不吝指正。3.如果认为有帮助可以分享转发,如需转载公众 号内容,请留言告知。4.有些图片及文字内容来自网络,如有侵权,请联系作者删除。5.有问题可通过公众 号关注页或者文末添加本人微 信加入技术交流群畅聊。6.部分文章内容是作者进行了网络上内容的整理,故标了原创,若有侵权可删。来源:电源漫谈

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