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碳化硅（SiC）材料因其优越的性能而被公认为是进一步提高功率密度,系统开关频率和功率电子系统效率优先的选择。近二十年来,随着材料制造技术的飞速发展,SiC功率金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）已广泛应用于电力电子设备中。在极端工作条件的应用中,SiC功率MOSFET可能会发生迁移率降低,性能退化等可靠性问题,影响器件和系统工作的可靠性。因此,SiC功率MOSFET在极端工作条件下的退化规律及可靠性需要更深入的研究。本文主要基于电学特性及低频噪声特性（LFN）对SiC功率MOSFET在不同应力下（短路（SC）应力、传输线脉冲（TLP）应力和非钳位电感开关（UIS）应力）的可靠性进行研究。论文的主要的研究工作和结果包括:（1）讨论了短路应力下SiC功率MOSFET应力前后的电学特性与低频噪声特性。短路应力实验的结果表明,器件的导通电阻(Rdson)和阈值电压(Vth)短路应力后明显增加,漏源电流(Ids)随着短路应力次数的增加而明显减小。此外,SiC功率MOSFET的栅极-源极泄漏电流(Igss)以及体二极管泄漏电流,在1000次短路电流应力后增加了数个数量级。器件的栅极电容与栅极电压（Cg-Vg）曲线正向漂移,这表明在短路应力后,器件的损伤区域位于沟道区的栅氧化层。LFN结果表明缺陷密度随着应力次数的增加而增加。基于电学特性与应力前后的低频噪声实验结果,短路电流应力下器件退化的物理机理为:SiC功率MOSFET器件短路应力期间沟道区受到峰值电离率、垂直电场以及高温的影响,碳硅键（Si-C）断裂,产生额外的碳空位,最终导致SiC/Si O2界面和栅氧化层上电活性缺陷的产生,引起缺陷密度的增加。此外,器件内残留的N原子在应力期间发生氧化反应,释放的激活能导致载流子数的波动,产生低频噪声。（2）使用传输线脉冲测试研究了SiC功率MOSFET的静电放电可靠性。实验结果表明,器件的导通电阻与阈值电压随着TLP应力次数的增加而降低,栅极-源极泄漏电流在应力前后未发生明显的变化。应力后器件的漏源电流则随着应力次数增加而增加。器件的栅极电容与栅极电压曲线负向漂移,这表明在TLP应力期间,器件JFET区的栅氧化层遭受损伤,空穴注入到器件JFET区的栅氧化层内。应力前后的低频噪声的结果表明,在TLP应力后,基于LFN理论基础上提取的缺陷密度是应力前器件的4倍。器件在TLP应力下的退化机理为:由于栅极强电场作用,电子隧穿至Si O2的导带,电子在电场的作用下加速后与二氧化硅晶格发生碰撞,导致硅氧键（Si-O）以及Si-C键断裂,氧空位与碳空位产生,器件缺陷密度增加,并引起器件电学特性的变化。（3）研究了UIS应力下SiC功率MOSFET电学参数及低频噪声参数的退化。UIS应力后,器件的导通电阻明显增加,阈值电压无明显变化,漏源电流随着雪崩应力次数的增加而逐渐减小。此外,应力后SiC功率MOSFET的栅极-源极泄漏电流约有5倍的增加。器件的栅极电容与栅极电压曲线负向漂移,这表明在雪崩应力后,器件的损伤区域位于JFET区的栅氧化层。应力前后的低频噪声结果表明,在多次雪崩应力后,基于LFN理论基础上提取的缺陷密度是应力前器件的2.4倍。器件退化的机理为:由于UIS应力期间JFET区栅氧化层承受峰值的电场以及碰撞电离率,导致电活性缺陷产生,缺陷密度增加。与此同时,由于垂直电场,空穴在应力期间注入到器件JFET区的栅氧化层内,引起器件电学特性的变化。