瑞森 SGT MOSFET 介绍及应用

最近，瑞森研发部对功率MOSFET的技术进行了更新换代，这种技术改变了MOSFET内部电场的形态，将传统的三角形电场进一步的变更为类似压缩的梯形电场，可以进一步减小EPI层的厚度，降低导通电阻Rds(on)。

这全新的MOSFET技术就是SGT（Shielded Gate Trench屏蔽栅沟槽）技术。目前瑞森新一代的中低压的功率MOSFET已广泛的采用这种SGT技术，如最新推出的：RS100N60G，RS100N85G，RS100N150G等。

图1：Trench MOS和SGT MOS器件结构

MOSFET大致可以分为以下几类：Trench （沟槽型）MOSFET；SGT（Shielded Gate Trench，屏蔽栅沟槽）MOSFET，主要用于中低压领域；平面型MOSFET；SJ-（超结）MOSFET，主要在高压领域应用。

SGT MOSFET及其优势

SGT工艺比普通沟槽工艺挖掘深度深3-5倍。在栅电极下方增加了一块多晶硅电极，即屏蔽电极或称耦合电极。屏蔽电极与源电极相连，即实现了屏蔽栅极与漂移区的作用，减小了米勒电容以及栅电荷，器件的开关速度得以加快，开关损耗低。同时又实现了电荷耦合效应，减小了漂移区临界电场强度，器件的导通电阻得以减小，与普通沟槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的内阻要低2倍以上。

例如相同的封装外形DFN5*6，采用SGT芯片技术，可以得到更低的导通电阻。导通损耗能够更低，同时又实现了电荷耦合效应，减小了漂移区临界电场强度。器件的导通电阻得以减小，导通损耗能够更低。与普通沟槽式MOSFET相比，SGT MOSFET的内阻要低2倍以上。

图2：Trench MOS和SGT MOS栅电荷对比

图3：Trench MOS和SGT MOS的特征电阻对比

图4：Trench MOS和SGT MOS的损耗对比

MOSFET通过SGT技术减小寄生电容及导通电阻，从而提升芯片性能，减小芯片面积。与普通的沟槽型MOSFET相比在同一功耗下芯片面积减少超过４成。SGT技术独特的器件结构和掩膜版图设计提升了产品的耐用度和减少了芯片面积，其独特的工艺流程设计则减少了工艺步骤和掩膜版的数量，从而减低了MOSFET的生产成本，使MOSFET产品极具性价比，更有竞争力。

采用SGT技术制造的MOSFET，与普通的沟槽型MOSFET和平面MOSFET相比，在功率密度上占有很大的优势。由于SGT MOSFET具有较深的沟槽深度，可以利用更多的晶硅体积来吸收EAS能量，所以SGT在雪崩时可以做得更好，更能承受雪崩击穿和浪涌电流。

随着手机快充、电动汽车、无刷电机和移动储能的兴起，中低压MOSFET的需求越来越大，中低压功率器件开始蓬勃发展，因其巨大的市场份额，国内外许多厂商在相应的新技术研发上不断加大投入。而SGT MOSFET作为中低压MOSFET的代表，被作为开关器件广泛应用于手机快充、电机驱动及电源管理系统，是核心功率关键部件。

图5：应用于同步整流SGT MOS

瑞森中低压SGT系列产品

瑞森的中低压SGT系列产品以先进的生产工艺，优良的性能，良好的口碑已经在各个领域得到广泛应用，为国产半导体器件的发展添砖加瓦。

瑞森半导体

REASUNOS，瑞森半导体是一家致力于功率半导体器件的研发、销售、技术支持与服务为一体的国家高新技术企业，现有产品线包括电源管理IC、硅基功率器件、硅基静电保护器件以及碳化硅基功率器件，其中电源管理IC为国内外首个涵盖高PF、低THD、无频闪、高效率和高功率五大优势的产品系列；硅基功率器件包含平面高压MOS、多层外延超结MOS、Trench低压MOS和SGT低压MOS；硅基静电保护器件包括瞬态抑制二极管TVS、静电防护器件ESD和半导体放电管TSPD；碳化硅基功率器件包括碳化硅二极管和碳化硅MOS。经过数年的技术积累和市场开拓，瑞森半导体已经成为全球开关电源、绿色照明、电机驱动、数码家电、安防工程、光伏逆变、5G基站电源、新能源汽车充电桩等行业的长期合作伙伴。