摘要：碳化硅器件在高压、高频、高温、大功率、低损耗及抗辐射等方面均比硅基器件拥有巨大优势,可以极大提升电力电子系统的功率、效率、体积及重量等性能指标,在高压输变电、新能源汽车、航空航天、造舰航海等领域具有巨大的应用前景。其电气特性中的动静态特性及高温可靠性作为表征碳化硅功率金属场效应晶体管(metal oxide field-effect transistor,MOSFET)模块性能的必要参数是首先需要分析的环节。然而目前国内对于高压大功率碳化硅MOSFET模块的动静态及高温可靠性参数的测试分析较为贫乏。动静态参数测试是筛选功率模块性能是否达标的必备步骤,可靠性测试是验证模块处于长期高温环境中的极端工作性能,这些测试结果将是反馈优化器件设计和模块封装性能的重要基础,同时对于推动碳化硅功率MOSFET模块的发展和应用具有十分必要的意义。文中旨在较项目组前期4寸碳化硅晶圆制备的芯片封装而成的同等电压等级的碳化硅模块研究的基础上,选取优化芯片设计并在6寸碳化硅衬底上制备而成的碳化硅器件,封装成6500V/50A碳化硅MOSFET模块,并对其进行动静态及高温可靠性测试与分析,验证芯片设计、集成与封装工艺的效果,其最终结果将为项目组后期碳化硅MOSFET芯片设计、集成及封装工艺的进一步优化和改进提供重要参考。

摘要：SiC器件具有高温、高压、高频的优异特性,广泛应用于交通、电力等领域,其国产化迫在眉睫。以全球能源互联网研究院有限公司研制的同一批次不同晶圆上的30个1200 V/20 A SiC MOSFET作为研究对象,通过对比实验分析了测试仪器及方法对国产SiC MOSFET的静态特性参数测试结果的影响。采用标准差、偏度、峰度、偏离度和变异系数量化评估了SiC MOSFET动、静态特性参数的一致性,发现跨导、漏源极电容、栅源极电容、下降时间和关断延时一致性较好,而导通电阻、阈值电压、栅漏极电容、上升时间和开通延时的一致性较差,从而为后续器件的改进设计提供数据支撑。