屏蔽柵MOSFET技術簡介

屏蔽柵MOSFET

繼上一篇超級結MOSFET技術簡介后，我們這次介紹下屏蔽柵MOSFET。

屏蔽柵溝槽型金屬氧化物半導體場效應晶體管(shield gate trench metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，SGT-MOSFET)作為中壓功率器件的代表，利用電荷平衡原理打破了傳統(tǒng)MOSFET擊穿電壓與特征導通電阻關系的硅極限。

電場分布見下圖：

在SGT中，通過使用屏蔽柵作為溝槽內(nèi)的場板輔助耗盡漂移區(qū)，使器件漂移區(qū)的電場分布得到優(yōu)化。在相同耐壓下可以提高外延摻雜濃度以此來得到更低的通態(tài)電阻，而外延摻雜濃度的大小決定了屏蔽柵的耦合作用是過補償還是欠補償。由于屏蔽柵結構的引入，SGT相對傳統(tǒng)Trench結構，具有低Qg的特點?？梢越档蚆OSFET的米勒電容CGD達10倍以上，有助于降低器件在開關電源應用中的開關損耗。另外，CGD/CGS的低比值也是目前同步整流應用中抑制shoot-through的關鍵指標，采用SGT結構，可以獲得更低的CGD/CGS比值。

左圖為Trench mos結構，右圖為SGT結構

SGT元胞結構一般分為上下結構與左中右結構，如圖所示。對于上下結構的SGT，溝槽下方的多晶硅為屏蔽柵極，連接源極、溝槽上方的多晶硅作為控制柵極。

上下結構的SGT可應用于各種電壓范圍的SGT器件中，而左中右結構的 SGT，只適用于中高壓 SGT 器件。上下結構的SGT工藝平臺又可以分為Thermal工藝和HDP工藝，區(qū)別在于IPO的形成。國內(nèi)外廠商會結合應用領域以及成本來綜合考慮來選擇哪種工藝平臺。

翠展微電子目前SGT 80/100V產(chǎn)品線基于平臺具備行業(yè)最小的單位元胞尺寸，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，它在降低導通電阻方面成效顯著。用戶在高頻和高功率應用場景中的體驗將大幅提升，尤其在電動車和智能設備等新興領域。