Der SiC-Leistungs-MOSFET übernimmt die planare DMOS-Grundstruktur des Silizium-Pendants (siehe Grundlagen-Kapitel „Der MOSFET“), nutzt aber die viel höhere Durchbruchfeldstärke von SiC, um die Driftzone bei gleicher Sperrspannung deutlich dünner und höher dotiert auszulegen. Das senkt den spezifischen Durchlasswiderstand R_on·A um mehr als eine Größenordnung gegenüber einem vergleichbaren Si-MOSFET – bei gleichzeitig höherer zulässiger Sperrspannung (600 V bis über 3,3 kV) und deutlich geringerer Chipfläche pro Ampere.
Eine Si-pn-Diode braucht beim Abschalten Zeit, um die im Durchlass gespeicherte Minoritätsladung auszuräumen – die sogenannte Reverse-Recovery-Zeit, die Schaltverluste verursacht und mit steigender Frequenz stärker ins Gewicht fällt. Eine SiC-Schottky-Diode ist dagegen ein reines Majoritätsträgerbauelement: Es gibt praktisch keine gespeicherte Ladung und damit nahezu keinen Reverse-Recovery-Strom. Möglich wird das erst durch SiC, weil die hohe Durchbruchfeldstärke auch bei Schottky-Kontakten hohe Sperrspannungen bei akzeptablem Durchlassverlust erlaubt – mit Silizium wären Schottky-Dioden nur bis wenige hundert Volt praktikabel.
Beim planaren SiC-MOSFET liegt der Kanal horizontal an der Waferoberfläche, ähnlich wie beim Si-DMOS. Trench-SiC-MOSFETs verlegen den Kanal stattdessen an die vertikale Wand eines geätzten Grabens. Das vermeidet den JFET-Widerstand der planaren Struktur (die Einschnürung zwischen zwei benachbarten p-Wannen) und erhöht die Kanaldichte – auf Kosten einer komplexeren Fertigung und höherer Anforderungen an die Feldabschirmung am Grabenboden, wo sonst lokal überhöhte elektrische Felder die Gate-Oxid-Zuverlässigkeit gefährden würden.
Anders als bei Silizium bleibt bei der thermischen Oxidation von SiC ein Teil des Kohlenstoffs als Grenzflächendefekte zurück. Diese erhöhte Defektdichte an der SiC/SiO2-Grenzfläche reduziert die effektive Kanalbeweglichkeit der Elektronen auf einen Bruchteil des Volumenwerts – ein zentraler Grund, warum SiC-MOSFETs trotz besserer Materialkennwerte lange hinter ihrem theoretischen Potenzial zurückblieben. Prozessverbesserungen wie NO- oder N2O-Nachoxidations-Anlagerung (Stickstoffpassivierung) haben die Grenzflächenqualität und damit die Kanalbeweglichkeit in den letzten Jahren deutlich verbessert.