集成JFET续流二极管的低开关损耗双沟槽SiC MOSFET

来源：电子与信息学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：高升, 章先锋, 陈秋锐, 陈伟中, 张红升

单位：1.重庆邮电大学集成电路学院 重庆 4000652.华润微电子(重庆)有限公司 重庆 400030

摘要：传统双沟槽碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在高频开关电路和反向续流应用中显现出显著的性能瓶颈，主要表现为开关损耗较高、反向导通电压偏大、反向恢复电荷过多，以及长时间反向续流易引发双极退化等问题。为突破这些技术限制，该文采用TCAD仿真技术，基于PN结空间电荷区内能带弯曲的物理机制，设计一种集成结型场效应晶体管(JFET)的双沟槽SiC MOSFET (IJ-MOS)。与传统SiC MOSFET (CON-MOS)相比，IJ-MOS在性能上取得了显著提升：其反向导通电压从CON-MOS的2.92 V降至1.83 V，反向恢复电荷减少43.7%，反向恢复峰值电流下降31.7%，总开关损耗削减24.2%。此外，IJ-MOS通过有效抑制反向续流时体二极管的激活，显著降低了双极退化的发生概率，从而增强了器件的长期可靠性。这一新型设计使IJ-MOS成为高频开关电路和反向续流应用中更为优越的解决方案。

关键词：SiC MOSFET, 双极退化, 反向导通, 开关损耗

基金资助：国家自然科学基金(62404026)，重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0475)