关于SiC MOSFET的讨论，除了其卓越的性能之外，其可靠性和坚固性是业界关注的重点。我们定义的坚固性，是指器件在面对特定压力事件，如短路或脉冲电流时的承受能力。而可靠性则指的是器件在其目标寿命内，于额定工作条件下的稳定性能。与可靠性相关的问题可能包括某些电气参数的微小变化或性的故障。
对于硬性故障，通常采用FIT率进行量化评估。FIT率反映了某一类型设备在特定时期内预期的故障次数。目前，宇宙射线效应是制约大功率硅器件FIT率的主要因素。在SiC领域，除了宇宙射线影响外，还需特别关注由栅极氧化层电场应力引发的可靠性问题。
如图所示，SiC的总FIT率由宇宙射线FIT率和氧化物FIT率共同构成。宇宙射线失效率的FIT率可以通过实验获得，并可结合应用目标来指导产品设计以达到目标FIT率。通过优化漂移区的电场设计，可以实现低的FIT率。至于氧化物的FIT率，需要通过严格的筛选过程来降低，这主要是因为与硅相比，SiC的缺陷密度仍然较高。
SiC MOS器件的栅极氧化物面临着严峻的可靠性挑战，即在特定工业工作条件下保持低故障率。这与当今IGBT的故障率水平相类似，表明了SiC MOSFET在可靠性方面的追求和标准。
虽然碳化硅与硅上生长的二氧化硅（SiO2）的质量和特性相似，但在考虑器件的氧化层电场应力时，需注意两者在非本征缺陷方面的差异。与Si MOSFET相比，现阶段SiC MOSFET的栅极氧化物中非本征缺陷密度较高。
为了降低可靠性风险，电筛选成为了一种重要手段。通过电筛选过程，可以区分出存在非本征缺陷的器件和无明显缺陷的器件。这一过程确保了只有通过测试的器件才会被视为合格产品。
确保SiC MOSFET的栅极氧化层可靠性是一个挑战。这需要我们努力将受非本征缺陷影响的器件比例从初始的高比例降低到可接受的低比例。电筛选是实现这一目标的有效方法之一。
为了实现一定的栅极应力承受能力，栅极氧化层需具备一定的最小厚度。过薄的氧化层可能导致器件在筛选过程现本征失效或性能下降。而较厚的氧化层则可能增加阈值电压并降低给定VGS(on)条件下的沟道电导率。这其中的权衡关系在器件性能和可靠性之间需要仔细考量。
除了通态氧化物的可靠性评估外，断态氧化物的应力评估同样重要。由于SiC功率器件中的电场条件更接近SiO2的极限，因此对断态可靠性的评估尤为重要。
设计是导通电阻和可靠性之间的权衡策略。通过合理设计深p阱，可以有效敏感的氧化物区域。这种效率与导通电阻之间存在权衡关系。在沟槽MOSFET中，深p阱的形成类似JFET结构，有助于增强效果。
为了验证CoolSiC™ MOSFET的断态可靠性，我们在严苛的条件下进行了长达100天的应力测试。测试结果显示，所有被测器件均表现出优秀的可靠性。
我们通过多项测试和研究，不断优化SiC MOSFET的可靠性和性能。这些努力确保了我们的产品能够满足工业应用的高标准要求。