碳化硅(SiC)半导体材料由于其禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速度高等优点,在电力电子器件领域逐渐崭露头角。SiC器件具有在高温、高压和高频的条件下正常工作的优越性能,可以有效降低电力电子系统的功率损耗。但是目前SiC器件存在着成本过高和可靠性相对较差两个问题,限制了器件在实际应用中的发展。浪涌可靠性是可靠性指标中的一个重要组成部分。目前对于SiC器件的浪涌可靠性研究主要集中在SiC肖特基二极管的浪涌性能的研究,对于SiC MOSFET浪涌性能的研究则较少,仅有的一些研究也止步于对SiC MOSFET所能承受的最大浪涌电流的总结和比较,而没有深入研究浪涌电流对SiC MOSFET的损害及其失效机理。本文首先选择了Rohm、Cree、ST和Littlefuse四家公司的五款1200V SiC MOSFET器件进行对比研究,测试了这些器件在沟道导通和不导通情况下的浪涌特性,得到了不同情况下SiC MOSFET能承受的最大浪涌电流。浪涌失效前后器件性能的变化主要表现为MOSFET栅源短路和体二极管性能发生改变。不同器件所能承受的最大浪涌电流约为额定电流的四到五倍。有些器件在失效后体二极管还有反向阻断能力,而有些器件则表现为体二极管反向阻断能力消失。通过对每次浪涌实验之后器件的特性测试,发现没有累积性损伤。之后对失效后的器件进行了解剖观察,仔细分析了坏点的损坏情况,得到了SiC MOSFET失效的主要原因。导致SiC MOSFET失效的主要原因是大浪涌电流导致的高温。高温导致源极金属Al发生融化,并与相邻的介质材料发生了反应。有些融化的Al甚至渗透到了器件内部,最终导致器件失效。本文选用Silvaco公司的Atlas TCAD对浪涌电流通过SiC MOSFET的过程进行了仿真,研究了浪涌测试时器件内部电流分布、结温、载流子浓度的变化。仿真显示在流过大电流时,不论器件沟道导通与否,体二极管是主要的导电通道,验证了沟道导通与否对器件能承受的最大浪涌电流影响较小的实验结论。器件中的结温在通过大浪涌电流的时候高达900K,证实了高温导致铝熔化是器件失效的主要原因。最后,基于分析得到的失效机理,从改善SiC MOSFET的自热效应和提高SiC MOSFET的耐高温性能两方面对器件的结构设计提出了一些改进建议,以提升SiC MOSFET的浪涌性能。并用器件仿真验证了这些建议的有效性。