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MOSFET行业发展历程:历经多代技术更迭,高压超级结MOSFET性能突出

发布时间:2022-09-21  来源:立鼎产业研究网  点击量: 69 

MOSFET全称金属氧化物半导体场效应管,是一种可以广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管。MOSFET器件具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等特点,应用范围涵盖通信、消费电子、汽车电子、工业控制、电源管理等中低压高频领域。

MOSFET演进方向:更高的开关频率、更高的功率密度以及更低的功耗。功率器件主要经历了工艺进步、器件结构改进与使用宽禁带材料三大方面的演进:1)线宽制程从10um缩减至0.15-0.35um2)器件结构经历了平面、沟槽、超级结的变化;3)采用第三代半导体材料如SiCGaN。未来,认为MOSFET器件的发展将呈现两大趋势:1)沟槽MOSFET将替代部分平面MOSFET;屏蔽栅MOSFET将进一步替代沟槽MOSFET;高压领域下,超级结MOSFET将替代更多传统的VDMOS2)以SiCGaN为主的第三代半导体在高温、高压、高功率和高频的领域将取代部分硅材料。

MOSFET技术迭代历程


资料来源:公开资料

相较于VDMOS,超级结更适合高压应用场景。VDMOS和超级结均可耐高压,高压VDMOS通常采用平面栅结构,由于击穿电压与N-外延层厚度成正比,导致其高击穿电压下的导通电阻和损耗随着外延层厚度增加而急剧增大。而超级结的漂移区具有多个P柱,可以在N型外延层掺杂浓度更高的同时保持较高的耐受电压,由此超级结结构兼具高耐压特性和低电阻特性,相同的击穿电压和管芯尺寸下,其导通电阻以及FOM优值均远小于普通高压VDMOS。同时,超级结MOSFET拥有更小的芯片面积,进而更有利于模块小型化的实现。

超级结MOSFET相较于传统VDMOS的优势(600V/11A


资料来源:公开资料


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