碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)具有阻断电压高、工作频率高、耐高温能力强、导通电阻低和开关损耗小等特点,广泛应用于高频、高压功率系统中。随着电力电子技术的不断发展,越来越多的领域如新能源汽车、航天、航空、石油勘探、核能、通信等,迫切需要能够在高温、高频等极端环境下工作的电子器件。栅极电荷"Q"_"G"是评价器件特性的关键参数,特别是对于开关和驱动器损耗估计,准确测试提取器件"Q"_"GS",阈值栅源电荷"Q"_"GS,th",栅漏电荷"Q"_"GD"以及完整开关过程所需的栅极总电荷"Q"_"G,TOT",对器件性能评估以及外围电路设计具有重要意义。SiC功率MOSFET的栅极电荷特性与传统的硅功率MOSFET不同。最明显的一点是没有真正的米勒平台。SiCMOSFET通常为短沟道,实际在DIBL(漏致势垒降低)效应作用下测试得到的米勒平台倾斜,导致现有的栅极电荷提取方法难以有效提取该器件的栅漏电荷"Q"_"GD"。此外,由于SiCMOSFET在工况下大多采用负压关断,并且存在栅氧界面态问题,因此会观察到明显的阈值漂移。这一问题引起了开启和关断过程中栅极电荷曲线的回滞现象。因此,有必要明确"Q"_"G"测量和提取过程的关断栅极电压,并区分器件开启过程和关断过程中测试得到的栅极电荷。本文件提供了"Q"_"GS,th"、"Q"_"GS"、"Q"_"GD"和"Q"_"G,TOT"等开关过程中不同阶段栅极电荷定义,并给出了适用于SiCMOSFET器件的栅极电荷测试及数据处理方法。
得益于高压、高频、高温等优异特性,SiC功率器件在交通电气化、新能源发电等领域具有不可替代的作用。然而,SiC功率器件的额定电压更高、开关速度更快、工作温度更宽,突破了传统Si器件的技术边界,传统Si器件的开关动态测试方法,已无法满足SiC器件的新兴发展需求,给SiC功率器件的芯片设计、封装测试和装备研发,带来了严峻挑战。现有的SiC功率器件开关动态测试,由于缺乏定量的技术规范和测试方法,测试过程难以保证足够的精准和稳定;由于缺乏广泛的技术共识和行业认同,测试结果难以实现有效的溯源和评比。如何实现SiC功率器件的精准开关动态测试,已成为第三代半导体行业的痛点问题。为了服务SiC功率器件行业的良性发展,应对SiC功率器件开关测试的紧迫需求,制定本文件。本文件详细规定了SiCMOSFET功率器件开关动态测试的电路、条件、仪器和方法。局限于当前对SiCMOSFET功率器件的认知程度,以及该产品生产与应用所处的发展阶段,可能还存在一些不足的地方,后续将根据技术进展不断进行完善和升级。
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)具有阻断电压高、工作频率高、耐高温能力强、通态电阻低和开关损耗小等特点,广泛应用于高频、高压功率系统中。随着电力电子技术的不断发展,越来越多的领域如航天、航空、石油勘探、核能、通信等,迫切需要能够在髙温、高频、高湿等极端环境下工作的电子器件。SiCMOSFET的高温可靠性试验是使器件在高温或高温高湿的环境下,承受高电压应力,以暴露跟时间、应力相关的缺陷。器件能否承受规定应力条件下的试验是评估器件实际应用可靠性的重要手段。由于SiC/SiO2界面陷阱、近界面氧化物陷阱以及氧化物层中的缺陷和可移动电荷等问题,在长期高应力的测试环境下,导致SiCMOSFET器件的失效机制变得复杂,例如阈值电压"V"_"GS(th)"和米勒电容的变化等。SiCMOSFET的高温可靠性试验方法及监控参数,需要做出相应的调整,本文件给出了适用于SiCMOSFET器件的高温反偏试验方法。