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SJ MOS工艺解析——Multi-EPI和 Deep-Trench 有何区别?
时间:2023-11-17
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大家都知道超级结MOS(SJ MOS),那你知道SJ MOS的两种工艺——Multi-EPI和 Deep-Trench吗?今天我们来深入浅出地分析下SJ MOS的Multi-EPI和 Deep-Trench 两种工艺有何区别。

Multi-EPI和 Deep-Trench 是两种超结MOS工艺。

Multi-EPI该工艺是开发最早,较为成 熟的工艺。它是基于平面硅生长技术,采用的是多层外延生长技术,通过在硅衬底上,再通 过多次掺杂,热推进,生长多层掺杂不同的外延层,形成多个PN结,从而实现超结MOS的结构。

它有着更高的电压承受能力和更低的导通电阻,相比传统的Super Junction技术,Multi-EPI的SJ技术能够实现更高的电压承受能力和更低的导通电阻,同时还可以降低相应的 生产成本。微碧VBsemi近期也推出该先进技术的SJ MOS产品,其推出的Multi-EPI的Super Junction产品已经广泛应用于电源、照明、电动汽车等领域。

Multi-EPI工艺优点:

由于整个外延过程是基于平整界面生长,在这个过程中,外延位错缺陷会比较少 ,在漏电,高温可靠性,长期可靠性等方面具有很好的优势,产品动态特性能较为优良。

缺点:该制备工艺相对复杂,成本比较高,光刻控制相对困难。

cf1b9d16fdfaaf515011e987f9a48fe3f11f7a11[1].jpgMulti-EPI工艺

Deep-Trench该工艺是一种比较巧妙的实现超结技术通过另外一 种相对简单的工艺来 实现超结的一种手段 先通过外延设备生长一层几十u m 的外延层 ,然后通过深槽刻蚀设备刻出深宽比很高的沟槽,再通过外延方式将沟槽填充起来,形成P 柱结 构,等效于Mu lti- EPI的P 柱结构。

优点:由于只需要一次掩刻和填充,工艺简单成本较低可以减少晶体缺陷,从而提高产品的可靠性和稳定性。

缺点:

1.由于硅在深槽过程中,侧边与底部蚀刻形貌很难控制很平滑;

2. 该工艺深宽比比较大,晶体 外延填充过程中容易导致沟槽底部形成不规则的空洞(Voild ),显微镜都不一定能看得到,造成芯片 在长期高温工作时可靠性下降。

3. 由于界面接近突变结,动态特性相对差一些,在应用过程中相对棘 手一些。

96dda144ad3459829f1a612779042aa0c9ef84f4[1].jpgDeep-Trench工艺

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从以上的讲解中我们可以看出两者存在的一些区别,但两种皆为SJ MOS的工艺,都具备着超结技术的优势。朋友们在选择哪种工艺类型的SJ MOS,微碧给大家整理了一个表格给大家更好地了解并保存,可以参考以下对比,供自己的需求做更好的选择:

908fa0ec08fa513da1304270499d4ef6b0fbd987[1].jpg两者的区别

此外,超结MOS片结构比传统MOS相比增加了超结技术,有着许多的优势,但也存在一定缺陷。

相比传统的MOS产品,SJ MOS优势:

1.相比传统MOS,它的RDS(ON)更小,Vth更低,因此具有更低的导通电阻和更好的导通特性

2.漏电流更小,因此具有更低的功耗和更高的效率

同样,SJ MOS也会出现一定的缺陷问题,它表现在抗浪涌能力比较的情况上面。因此,在使用超结MOS时,需要特别注意其抗浪涌能力,特别是户外产品,需要设计好浪涌保护电路。

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微碧VBSEMI近期推出了两种工艺的SJ MOS产品,适用于多种应用领域。两种工艺技术都有提高器件的电流密度和击穿电压的优势与优良的器件性能。VBsemi的SJ MOS产品优势和应用分析如下:

1. 低导通电阻:SJ MOS的导通电阻很低,可以减少功率损耗,提高效率。

2.较低的结电容由于芯片结构的改变,超结MOS的结电容比传统MOS有很大的降低,较低的输出结电容能改善MOS开关损耗。

3.较小的栅电荷在电源设计中,由于传统MOS栅电荷相较大,对IC的驱动能力要求较高,若IC驱动能力不足会造成温升等问题

4.减小封装体积在同等电压和电流要求下,超结MOS的芯片面积比传统MOS更小更具备空间优势。

SJ MOS主要应用于电源管理、电机驱动、照明、通信等领域。

b151f8198618367ac2f42c625a8390d9b21ce509[1].png微碧VBsmei 工艺Deep-Trench SJ MOSFET

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