ICS31.080 CCS L 40/49 团 体 标 准 T/CASAS 037—2024 2024‑11‑19发布 2024‑11‑19实施 第三代半导体产业技术创新战略联盟 中 国 标 准 出 版 社发 布 出 版碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 （SiC MOSFET ）栅极电荷测试方法 Gate charge test method for silicon carbide metal‑oxide semiconductor field effect transistors （SiC MOSFET ） 全国团体标准信息平台 Ⅰ目 次 前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ 引言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅳ 1范围………………………………………………………………………………………………………… 1 2规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………… 1 3术语和定义 ………………………………………………………………………………………………… 1 4测试原理 …………………………………………………………………………………………………… 3 4.1栅极电荷测试基本原理 ……………………………………………………………………………… 3 4.2感性负载 （双脉冲）电路测试原理 …………………………………………………………………… 4 4.3阻性负载 （单脉冲）电路测试原理 …………………………………………………………………… 5 5测试条件 …………………………………………………………………………………………………… 6 6测试流程 …………………………………………………………………………………………………… 6 6.1感性负载 （双脉冲）测试流程 ………………………………………………………………………… 6 6.2阻性负载 （单脉冲）测试流程 ………………………………………………………………………… 6 7测试数据处理 ……………………………………………………………………………………………… 7 7.1感性负载 （双脉冲）测试数据处理 …………………………………………………………………… 7 7.2阻性负载 （单脉冲）测试数据处理 …………………………………………………………………… 8 8测试报告 …………………………………………………………………………………………………… 8 附录A（资料性）SiC MOSFET 器件栅极电荷测试记录表 ……………………………………………… 10 参考文献 ……………………………………………………………………………………………………… 11T/CASAS 037—2024 全国团体标准信息平台 前 言 本文件按照 GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则 》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由第三代半导体产业技术创新战略联盟提出并归口 。 本文件起草单位 ：东南大学 、工业和信息化部电子第五研究所 、忱芯科技 （上海）有限公司 、北京华峰 测控技术股份有限公司 、清纯半导体 （宁波）有限公司 、浙江大学 、西安交通大学 、智新半导体有限公司 、苏 州汇川联合动力系统股份有限公司 、是德科技 （中国）有限公司 、芯联集成电路制造股份有限公司 、中国第 一汽车集团有限公司 、杭州芯迈半导体技术有限公司 、中国电力科学研究院有限公司 、东风汽车集团有限 公司、湖北九峰山实验室 、深圳平湖实验室 、江苏第三代半导体研究院有限公司 、厦门华联半导体科技有 限公司、广东省东莞市质量监督检测中心 、北京第三代半导体产业技术创新战略联盟 。 本文件主要起草人 ：魏家行、曹钧厚、刘斯扬、孙伟锋、陈媛、毛赛君、刘惠鹏、孙博韬、王珩宇、王来利、 王民、张太之、孙承志、丛茂杰、宋鑫宇、宋瑞超、孙钦华、刘海军、张雷、李钾、麦志洪、王晓萍、周紫薇、李梦亚、 段果、李本亮、高伟。 ⅢT/CASAS 037—2024 全国团体标准信息平台 引 言 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 （SiC MOSFET ）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 QG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 QGS、阈值栅源电荷 QGS,th、栅漏电荷 QGD以及完整开关过程所需的栅极总电荷 QG,TOT，对器件性能评估和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 。SiC MOSFET 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 QGD。此外，由于SiC MOSFET 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 QG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 QGS,th、QGS、QGD和QG,TOT等开关过 程中不同阶段栅极电荷定义 ，并给出了适用于 SiC MOSFET 器件的栅极电荷测试及数据处理方法 。 ⅣT/CASAS 037—2024 全国团体标准信息平台