瑞森 SGT MOSFET 介紹及應用

最近，瑞森研發部對功率MOSFET的技術進行了更新換代，這種技術改變了MOSFET內部電場的形態，將傳統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，降低導通電阻Rds(on)。

這全新的MOSFET技術就是SGT（Shielded Gate Trench屏蔽柵溝槽）技術。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，如最新推出的：RS100N60G，RS100N85G，RS100N150G等。

圖1：Trench MOS和SGT MOS器件結構

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，主要用于中低壓領域；平面型MOSFET；SJ-（超結）MOSFET，主要在高壓領域應用。

SGT MOSFET及其優勢

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，即實現了屏蔽柵極與漂移區的作用，減小了米勒電容以及柵電荷，器件的開關速度得以加快，開關損耗低。同時又實現了電荷耦合效應，減小了漂移區臨界電場強度，器件的導通電阻得以減小，與普通溝槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的內阻要低2倍以上。

例如相同的封裝外形DFN5*6，采用SGT芯片技術，可以得到更低的導通電阻。導通損耗能夠更低，同時又實現了電荷耦合效應，減小了漂移區臨界電場強度。器件的導通電阻得以減小，導通損耗能夠更低。與普通溝槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的內阻要低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技術減小寄生電容及導通電阻，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技術獨特的器件結構和掩膜版圖設計提升了產品的耐用度和減少了芯片面積，其獨特的工藝流程設計則減少了工藝步驟和掩膜版的數量，從而減低了MOSFET的生產成本，使MOSFET產品極具性價比，更有競爭力。

采用SGT技術制造的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展，因其巨大的市場份額，國內外許多廠商在相應的新技術研發上不斷加大投入。而SGT MOSFET作為中低壓MOSFET的代表，被作為開關器件廣泛應用于手機快充、電機驅動及電源管理系統，是核心功率關鍵部件。

圖5：應用于同步整流SGT MOS

瑞森中低壓SGT系列產品

瑞森的中低壓SGT系列產品以先進的生產工藝，優良的性能，良好的口碑已經在各個領域得到廣泛應用，為國產半導體器件的發展添磚加瓦。

瑞森半導體

REASUNOS，瑞森半導體是一家致力于功率半導體器件的研發、銷售、技術支持與服務為一體的國家高新技術企業，現有產品線包括電源管理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為國內外首個涵蓋高PF、低THD、無頻閃、高效率和高功率五大優勢的產品系列；硅基功率器件包含平面高壓MOS、多層外延超結MOS、Trench低壓MOS和SGT低壓MOS；硅基靜電保護器件包括瞬態抑制二極管TVS、靜電防護器件ESD和半導體放電管TSPD；碳化硅基功率器件包括碳化硅二極管和碳化硅MOS。經過數年的技術積累和市場開拓，瑞森半導體已經成為全球開關電源、綠色照明、電機驅動、數碼家電、安防工程、光伏逆變、5G基站電源、新能源汽車充電樁等行業的長期合作伙伴。