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[2018年IEEE能源转换大会暨博览会（ECCE）- 美国俄勒冈州波特兰市（2018.9.23-2018.9.27）] 2018年IEEE能源转换大会暨博览会（ECCE）- 具有高重复性UIS耐受性的4H-SiC结势垒肖特基二极管和功率MOSFET

DOI：10.1109/ECCE.2018.8557909 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 本文介绍了一种重复非钳位电感开关（R-UIS）测试方法，并报道了最新一代4H-SiC肖特基势垒二极管（SBD）和MOSFET的测试结果。额定电压为700V、1200V和1700V的SBD器件失效能量分别为8.3、8.9和10.3 J/cm2。本次评估中故意弱化了累积热效应，在此条件下重复脉冲UIS的失效能量仅比单脉冲低不到10%。采用100 mJ脉冲对1200V/40 mΩ MOSFET器件进行应力测试，并通过TDDB测试评估栅氧完整性，新旧器件的失效时间基本相同。通过对多家SiC器件供应商的产品测试表明，优异的R-UIS耐受性是Microsemi公司SiC技术的主要差异化优势。
作者： Amaury Gendron-Hansen，Dumitru Sdrulla，Avinash Kashyap，Bruce Odekirk，William Brower，Laird Thornhill
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)和MOSFET的重复非钳位电感开关(R-UIS)能力，包括测试流程、测试装置以及与单脉冲UIS值的对比结果。

研究成果

研究表明，美高森美的4H-SiC肖特基二极管和MOSFET器件展现出优异的R-UIS耐受性，其中重复脉冲UIS比单脉冲UIS的失效能量略低。经R-UIS应力测试后，MOSFET器件的TDDB失效时间未出现衰减，表明其栅极氧化层可靠性优异。这些发现显示美高森美的碳化硅技术在要求高可靠性的应用中具有竞争优势。

研究不足

本次评估有意将累积热效应控制在较弱水平，重点关注重复应力的影响而非热失控。该研究尚未完全理解R-UIS中键合线根部附近出现烧痕的成因机制。

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