目前,电力电子设备正在向小型化、高功率密度的方向发展,在电力电子设备中的脉冲功率系统已经越来越多地应用于高新技术领域,这使得脉冲功率系统对半导体开关的开关频率和工作温度有了更高的要求。基于碳化硅（SiC）材料制作的门极可关断晶闸管（Gate Turn-off Thyristor,GTO）具有高电流密度、高阻断电压、高开关频率和高耐热等特点,非常适合作为脉冲开关应用在脉冲功率系统中,但SiC GTO晶闸管在不同应用场景下的可靠性问题仍有待研究。本文主要开展了SiC GTO晶闸管的一系列可靠性实验,分析了实验中器件的退化失效机理,所得到的实验分析结果有助于提升SiC GTO晶闸管在脉冲功率应用中的稳定性。本文主要的研究内容如下:（1）研究了SiC GTO晶闸管的结构特点和工作原理。在ISE仿真软件上搭建5.0k V的P型SiC GTO晶闸管进行器件特性仿真研究,理论分析并仿真验证了外延层参数对器件的正向阻断特性、正向导通特性和开关特性的影响。（2）研究了SiC GTO晶闸管在高脉冲电流下的退化失效机理。进行了脉冲实验中失效SiC GTO晶闸管的失效分析,结合仿真结果明确了器件在脉冲放电过程中的温度变化过程和器件失效原因。研究了载流子寿命对功率脉冲系统中SiC GTO晶闸管的影响,结果表明:P-漂移区的载流子寿命过小会导致器件在脉冲放电过程中迅速升温。根据脉冲实验失效分析的结果确定了SiC GTO晶闸管的阳极区至栅极区域是脉冲放电时的薄弱区域,进一步开展了器件栅-阳极的浪涌特性实验:随着施加的浪涌电流增加,栅-阳极间漏电流逐渐增加,浪涌瞬态I-V曲线回滞现象愈发明显,浪涌电流达到51A时器件失效。失效器件开盖结果和仿真得到的内部温度分布显示失效原因主要是栅-阳极间大电流产生的高温使得栅极金属引线熔断。进行了SiC GTO晶闸管外延层结构参数和氧化层界面缺陷对器件栅-阳极抗浪涌电流能力影响的研究,仿真结果表明:要获得良好的栅-阳极抗浪涌电流能力,器件的插指宽度取值应较小,N-漂移区的掺杂浓度应控制在3.0×10¹⁷cm^-3以上,此外,SiC GTO晶闸管可能存在的SiC/Si O₂界面陷阱会使器件浪涌过程中的最高结温迅速升至1000K以上,从而导致器件或塑封的热失效。（3）开展了在高温、高压、湿度环境下SiC GTO晶闸管的可靠性实验,并结合数值仿真分析了器件电学特性变化的原因。其中,变温实验结果显示:当SiC GTO晶闸管所处的环境温度由室温增加到150℃时,漏电流会逐渐增大,导通阻抗减小;高温存储实验结果显示:SiC GTO晶闸管在150℃环境下长期存储并无明显的退化现象,在更高的温度下长期存储会发生退化甚至失效,电学测试结果和开盖结果显示器件失效的原因主要在TO塑封结构上;潮热存储实验结果显示:潮热实验中水汽会透过TO247封装进入器件,造成栅-阳极间钝化效果变差,导致器件的导通特性出现非永久性的退化;高温反偏实验结果显示:SiC GTO晶闸管在175℃、2000V偏压下长期存储会诱发N^-漂移区和P^-漂移区间p-n结的界面缺陷,造成器件导通阻抗变大,正向导通特性退化。