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。
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 。它是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,它可以减少晶体缺陷,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到很平滑;
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。
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:
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)会更小,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低的情况上面。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。
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。
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