宽禁带半导体材料碳化硅（Silicon Carbide,SiC）和氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）相较于硅（Silicon,Si）具有更宽的禁带宽度、更高的临界击穿电场、更快的饱和载流子漂移速度,适合用于制造以SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-OxideSemiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）和Ga N高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor,HEMT）为代表的,满足高频、高温、高功率、高能效、小型化等需求的功率器件,在电动汽车、轨道交通牵引、智能电网等领域具有广泛的应用前景。与同等耐压量级的Si基器件相比,SiC MOSFET和Ga N HEMT器件的芯片面积更小、关断速度更快、电流密度更大,导致其在非钳位感性负载开关（Unclamped Inductive Switching,UIS）状态下承受的极端电热应力更强烈、更频繁。因此,SiC MOSFET和Ga N HEMT器件的UIS鲁棒性面临了更为严峻的挑战。据此,面向高效率高功率密度电力电子系统对高UIS鲁棒性SiC MOSFET与Ga N HEMT的迫切需求,本文通过实验测试、仿真模拟、失效分析等科学手段,探索两种器件的UIS鲁棒性和失效机理,开展如下研究:1、设计搭建了适用于平面型SiC MOSFET与p-Ga N HEMT器件的UIS鲁棒性测试平台,评估两种器件UIS鲁棒性和关键判据。SiC MOSFET在UIS过程中发生雪崩,失效后三端短路;p-Ga N HEMT在UIS过程中发生LC谐振,失效后漏源短路。运用有限元分析Sentaurus TCAD对UIS过程中器件内部的电热分布进行分析,结果表明SiC MOSFET雪崩过程中温度大幅升高,失效与热量聚集密切相关,p-Ga N HEMT失效与内部电场峰值密切相关,温度非主要影响因素。2、对两种UIS失效器件进行了芯片级失效分析,明晰了器件失效点位和损伤特点,揭示了相应的UIS失效机理。结果表明平面型SiC MOSFET的失效点位于表面源极金属,出现金属熔化的损伤,失效机理为雪崩电压和电流引起温度陡增超过金属熔点导致源极金属铝熔化,渗入器件内部;p-Ga N HEMT的失效点位于漏极Pad上的漏源互连金属层,出现漏源间隔离钝化层击穿的损伤,失效机理为UIS过程中器件承受的高电场使得漏源互连金属层间隔离钝化层被击穿,漏源互连金属层短接导致器件漏源短路。该研究为后续两种器件UIS鲁棒性加固提供了重要的理论基础和科学指引。