SiC功率MOSFET器件研制进展

摘要

SiC MOSFET具有高开关速度、低损耗、耐高温、方便使用等优势,在所有SiC功率开关器件类型中被认为是替代硅IGBT的最佳选择.SiC功率MOSFET的导通损耗和开关损耗均优于相同电压等级的Si IGBT,但是,低MOS沟道迁移率和栅氧层可靠性等问题长期以来制约了SiC MOSFET器件技术的发展,器件的潜力尚未得到充分发挥.长期以来南京电子器件研究所一直从事SiC功率MOSFET器件结构设计和关键工艺技术的开发，本文介绍了近年来取得了一些重要成果。基于自主4英寸外延材料和圆片工艺开发了SiC功率MOSFET器件技术。器件采用了DMOS结构，这种结构易于实现高阻断电压，保证器件的可靠性。为提升器件的导通和阻断特性，优化设计了外延材料、器件单胞以及终端结构。根据电动汽车充电设备等应用需求研制了1200V SiC MOSFET器件，采用了厚度为12 wm,掺杂浓度1×1015cm-3的n型漂移层。对研制的SiC DMOSFET器件特性进行了全面电性能评价.开展了时间相关介质击穿(TDDB)测试和高温栅偏置应力(HTGB)试验，以检验SiC功率MOSFET器件栅氧介质的长期可靠性。