瑞森 SGT MOSFET 介紹及應(yīng)用

最近，瑞森研發(fā)部對功率MOSFET的技術(shù)進行了更新?lián)Q代，這種技術(shù)改變了MOSFET內(nèi)部電場的形態(tài)，將傳統(tǒng)的三角形電場進一步的變更為類似壓縮的梯形電場，可以進一步減小EPI層的厚度，降低導(dǎo)通電阻Rds(on)。

這全新的MOSFET技術(shù)就是SGT（Shielded Gate Trench屏蔽柵溝槽）技術(shù)。目前瑞森新一代的中低壓的功率MOSFET已廣泛的采用這種SGT技術(shù)，如最新推出的：RS100N60G，RS100N85G，RS100N150G等。

圖1：Trench MOS和SGT MOS器件結(jié)構(gòu)

MOSFET大致可以分為以下幾類：Trench （溝槽型）MOSFET；SGT（Shielded Gate Trench，屏蔽柵溝槽）MOSFET，主要用于中低壓領(lǐng)域；平面型MOSFET；SJ-（超結(jié)）MOSFET，主要在高壓領(lǐng)域應(yīng)用。

SGT MOSFET及其優(yōu)勢

SGT工藝比普通溝槽工藝挖掘深度深3-5倍。在柵電極下方增加了一塊多晶硅電極，即屏蔽電極或稱耦合電極。屏蔽電極與源電極相連，即實現(xiàn)了屏蔽柵極與漂移區(qū)的作用，減小了米勒電容以及柵電荷，器件的開關(guān)速度得以加快，開關(guān)損耗低。同時又實現(xiàn)了電荷耦合效應(yīng)，減小了漂移區(qū)臨界電場強度，器件的導(dǎo)通電阻得以減小，與普通溝槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的內(nèi)阻要低2倍以上。

例如相同的封裝外形DFN5*6，采用SGT芯片技術(shù)，可以得到更低的導(dǎo)通電阻。導(dǎo)通損耗能夠更低，同時又實現(xiàn)了電荷耦合效應(yīng)，減小了漂移區(qū)臨界電場強度。器件的導(dǎo)通電阻得以減小，導(dǎo)通損耗能夠更低。與普通溝槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的內(nèi)阻要低2倍以上。

圖2：Trench MOS和SGT MOS柵電荷對比

圖3：Trench MOS和SGT MOS的特征電阻對比

圖4：Trench MOS和SGT MOS的損耗對比

MOSFET通過SGT技術(shù)減小寄生電容及導(dǎo)通電阻，從而提升芯片性能，減小芯片面積。與普通的溝槽型MOSFET相比在同一功耗下芯片面積減少超過４成。SGT技術(shù)獨特的器件結(jié)構(gòu)和掩膜版圖設(shè)計提升了產(chǎn)品的耐用度和減少了芯片面積，其獨特的工藝流程設(shè)計則減少了工藝步驟和掩膜版的數(shù)量，從而減低了MOSFET的生產(chǎn)成本，使MOSFET產(chǎn)品極具性價比，更有競爭力。

采用SGT技術(shù)制造的MOSFET，與普通的溝槽型MOSFET和平面MOSFET相比，在功率密度上占有很大的優(yōu)勢。由于SGT MOSFET具有較深的溝槽深度，可以利用更多的晶硅體積來吸收EAS能量，所以SGT在雪崩時可以做得更好，更能承受雪崩擊穿和浪涌電流。

隨著手機快充、電動汽車、無刷電機和移動儲能的興起，中低壓MOSFET的需求越來越大，中低壓功率器件開始蓬勃發(fā)展，因其巨大的市場份額，國內(nèi)外許多廠商在相應(yīng)的新技術(shù)研發(fā)上不斷加大投入。而SGT MOSFET作為中低壓MOSFET的代表，被作為開關(guān)器件廣泛應(yīng)用于手機快充、電機驅(qū)動及電源管理系統(tǒng)，是核心功率關(guān)鍵部件。

圖5：應(yīng)用于同步整流SGT MOS

瑞森中低壓SGT系列產(chǎn)品

瑞森的中低壓SGT系列產(chǎn)品以先進的生產(chǎn)工藝，優(yōu)良的性能，良好的口碑已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為國產(chǎn)半導(dǎo)體器件的發(fā)展添磚加瓦。

瑞森半導(dǎo)體

REASUNOS，瑞森半導(dǎo)體是一家致力于功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)、銷售、技術(shù)支持與服務(wù)為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有產(chǎn)品線包括電源管理IC、硅基功率器件、硅基靜電保護器件以及碳化硅基功率器件，其中電源管理IC為國內(nèi)外首個涵蓋高PF、低THD、無頻閃、高效率和高功率五大優(yōu)勢的產(chǎn)品系列；硅基功率器件包含平面高壓MOS、多層外延超結(jié)MOS、Trench低壓MOS和SGT低壓MOS；硅基靜電保護器件包括瞬態(tài)抑制二極管TVS、靜電防護器件ESD和半導(dǎo)體放電管TSPD；碳化硅基功率器件包括碳化硅二極管和碳化硅MOS。經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)積累和市場開拓，瑞森半導(dǎo)體已經(jīng)成為全球開關(guān)電源、綠色照明、電機驅(qū)動、數(shù)碼家電、安防工程、光伏逆變、5G基站電源、新能源汽車充電樁等行業(yè)的長期合作伙伴。