屏蔽栅MOSFET技术简介

屏蔽栅MOSFET

继上一篇超级结MOSFET技术简介后，我们这次介绍下屏蔽栅MOSFET。

屏蔽栅沟槽型金属氧化物半导体场效应晶体管(shield gate trench metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，SGT-MOSFET)作为中压功率器件的代表，利用电荷平衡原理打破了传统MOSFET击穿电压与特征导通电阻关系的硅极限。

电场分布见下图：

在SGT中，通过使用屏蔽栅作为沟槽内的场板辅助耗尽漂移区，使器件漂移区的电场分布得到优化。在相同耐压下可以提高外延掺杂浓度以此来得到更低的通态电阻，而外延掺杂浓度的大小决定了屏蔽栅的耦合作用是过补偿还是欠补偿。由于屏蔽栅结构的引入，SGT相对传统Trench结构，具有低Qg的特点。可以降低MOSFET的米勒电容CGD达10倍以上，有助于降低器件在开关电源应用中的开关损耗。另外，CGD/CGS的低比值也是目前同步整流应用中抑制shoot-through的关键指标，采用SGT结构，可以获得更低的CGD/CGS比值。

左图为Trench mos结构，右图为SGT结构

SGT元胞结构一般分为上下结构与左中右结构，如图所示。对于上下结构的SGT，沟槽下方的多晶硅为屏蔽栅极，连接源极、沟槽上方的多晶硅作为控制栅极。

上下结构的SGT可应用于各种电压范围的SGT器件中，而左中右结构的 SGT，只适用于中高压 SGT 器件。上下结构的SGT工艺平台又可以分为Thermal工艺和HDP工艺，区别在于IPO的形成。国内外厂商会结合应用领域以及成本来综合考虑来选择哪种工艺平台。

翠展微电子目前SGT 80/100V产品线基于平台具备行业最小的单位元胞尺寸，与国内外同类产品相比，它在降低导通电阻方面成效显著。用户在高频和高功率应用场景中的体验将大幅提升，尤其在电动车和智能设备等新兴领域。