市场上的SiC功率MOSFET存在两种结构，平面双扩散MOSFET（DMOSFET）和沟槽MOSFET（UMOSFET)）。非对称沟槽MOSFET的沟道沿着SiC的a面形成，其比Si面形成的平面MOSFET具有更高的电子迁移率。而且由于垂直对准的沟道，沟槽MOSFET具有更小元胞间距，故而沟槽结构可以实现较低的导通电阻，具体二者的可靠性差异需要具体分析。
本文对SiC-PlanarMOS和SiC-TrenchMOS进行TDDB、栅应力偏置温度不稳定性(BTI)和短路测试，分析比较了平面结构和沟槽结构的设计和工艺差别。
TDDB
垂直沟槽侧壁上的电子迁移率通常高于平面表面，对于SiC-TrenchMOS这个优势在一定程度上被相对更厚的栅氧所抵消，用以提高栅氧可靠性。以下是一些商用的SiCMOSFET，可以看到非对称沟槽MOS的栅氧要比平面器件要厚。
在栅压15V下，非对称沟槽MOS上的测试得到的栅氧寿命高出三个数量级，可以知道非对称沟槽MOS的较厚栅氧层直接转化为了更高的栅氧寿命。而双沟槽的的栅氧寿命较平面栅相比优势不大。
在正栅极偏置下，非对称沟槽MOS获得了最高的栅氧击穿电压，非对称沟槽MOS和双沟道器件在栅氧被击穿前保持了较高的漏电流；在接近栅氧击穿前，沟槽器件的漏电流有一个减小的变化，这极大可能是氧化物内电子捕捉引起的。而在栅极负偏置下，非对称沟槽器件和双沟槽器件的栅氧击穿电压也比平面器件高，而且沟槽器件的出现软击穿特征，这可能是因为JFET顶部的栅氧出现隧穿引起的，而非Nplus和沟道引起的。
栅应力偏置温度不稳定性
当施加栅压时，SiC/SiO2界面处发生电荷捕捉，器件的阈值电压因其发生偏移。传统的Vth偏移在直流电压条件下测试，称为偏置温度不稳定性BTI。为了更好的体现在应用中的性能，所在在此提出在交流条件下进行测试BTI。测试条件如下。结果在非对称沟槽器件上观察到最高的Vth漂移，这是因为氧化物陷阱中的电子捕获和发射。因此，非对称沟槽器件的高Vth漂移意味着其SiC/SiO2界面的氧化物陷阱密度很高，这可能是因为热氧化工艺引起的。在1000h内双沟槽器件的Vth漂移最小，但有比平面器件高的趋势。
短路性能
测试条件均为VGS=20V，VCC=800V下进行。下表是测试器件的有源区面积和比导通电阻对比。经过测试，非对称沟槽器件和双沟槽器件都比平面型器件具有更长的短路耐受时间，这得益于深p注入区，两种沟槽器件都具有相似的峰值电流密度，非对称沟槽器件略高，这可能是其具有显著的JFET抑制效应，而且非对称沟槽结构还允许电流更深地扩散至器件内部，从而远离顶部Al金属。
总结
商用SiC非对称沟槽器件在相同工作条件下的栅氧寿命高于平面器件，而且平面器件的短路耐受时间也小于两种沟槽器件，特别是非对称沟槽器件，它具有深相邻P+屏蔽区的屏蔽效应。而非对称沟槽器件具有最明显的阈值电压漂移，这也表明了其SiC/SiO2界面处存在更多的缺陷。
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