Analisi elettrica, termica e termomeccanica dei meccanismi di invecchiamento di un MOSFET di potenza al carburo di silicio.

Negli ultimi anni, l’impiego di transistor basati su semiconduttori a wide-bandgap si è rivelato cruciale per l’intera transizione ecologica, trovando applicazione sia nella produzione di energia pulita sia nella mobilità sostenibile. In questo contesto, i MOSFET di potenza al carburo di silicio (SiC) si distinguono come dispositivi altamente promettenti, grazie alla loro capacità di gestire elevate tensioni e correnti. Quando il gate viene polarizzato, gli impulsi di corrente che scorrono nel dispositivo generano calore per effetto Joule, causando temporaneamente deformazioni termomeccaniche. Questo fenomeno è già stato identificato come una delle cause di invecchiamento per questa classe di dispositivi, ma la catena di eventi che porta al fallimento necessita di ulteriori studi. In questo lavoro, un power MOSFET commerciale e decapsulato è stato invecchiato in maniera controllata, monitorando il comportamento elettrico, termico e meccanico ad ogni step di invecchiamento. La correlazione tra l’evoluzione del comportamento elettrico e meccanico fornisce un metodo più affidabile per la stima del tempo di vita rimanente.