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瑞萨电子公开耐压600V的功率MOSFET产品详情 |
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| http://cn.newmaker.com
6/8/2011 9:30:00 AM
日经BP社
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日本瑞萨电子预定在功率半导体国际学会“ISPSD 2011”（美国圣地亚哥，2011年5月23日～26日举行）上，公开2011年内量产的600V耐压功率MOSFET产品的详情。该产品的特点是，导通电阻及总栅极电荷量比均小于该公司原产品。因此，有助于降低电源电路上的电力损耗。
瑞萨在MOSFET上采用了超结（Super-Junction）构造，从而在保持耐压值的同时，降低了导通电阻。导通电阻越低，导通（ON）状态下的电力损耗就越小。在耐压为600V时将导通电阻降到了150mΩ（16.7mΩcm2），另外，还减少了会影响开关时损耗的总栅极电荷量（Qgd）。此次的Qgd为6.08nC。Qgd与导通电阻的乘积是功率MOSFET的性能指标之一，该值越小就意味着电力损耗越低。
该产品此二参数的乘积为150mΩ×6.08nC，约为0.9ΩnC。这一数值在瞄准量产而制造的超结型MOSFET中为“业界最小水平”（瑞萨电子）。
在ISPSD上，瑞萨公开了实现该MOSFET的技术探讨过程以及试制元件的实验结果。超结构造以n型层与p型层的交替排列代替原来MOSFET的n型层。瑞萨电子采用了名为“Trench-Filling”的方法实现了超结构造。也就是开槽（沟道，Trench），并以外延层填埋沟槽来实现超结构造的方法。
瑞萨还介绍说，Trench-Filling与其他实现超结构造的方法相比，具有生产时间短、易于降低成本，而且导通电阻不易增大的特点。不过，技术方面也存在难度。比如，需要垂直开沟道槽，也就是沟道壁面与基板的角度（即锥度角）为90度。这一角度被认为是理想的角度。
偏离90度时，p型层与n型层的电荷在垂直方向上就会失去平衡（电荷平衡）。比如，越是表面端（上端），n型层的电荷越比p型层多。如果失去电荷平衡，就会造成源漏间电场强度不一致，从而导致耐压降低。
不仅锥度角难以调整，而且p型层的杂质浓度也很难均匀化。如果p型层内的杂质浓度不均，就会造成电荷失衡，导致耐压降低。
此次通过将MOSFET的单元间距减小至10μm，降低了导通电阻，而且通过调整锥度角与p型层的杂质浓度分布，在保持600V耐压的同时，实现了较低的导通电阻。另外，沟道深度为45μm。（记者：根津 祯）
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