一种具有子沟槽结构的屏蔽栅MOSFET的研究

作者：朱晨凯; 赵琳娜; 顾晓峰^*; 周锦程; 杨卓

来源：电子元件与材料, 2022, 41(06): 621-626.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2022.1765

• 屏蔽栅沟槽型MOSFET
• 电荷平衡
• 击穿电压
• 特征导通电阻
• 品质因数

为了降低屏蔽栅沟槽型(SGT, Shield Gate Trench) MOSFET的导通电阻、提高器件的品质因数，通常使用增加屏蔽栅沟槽深度和密度的方法，但是在刻蚀高密度深沟槽时会使晶圆产生严重的翘曲现象。因此，提出一种100 V具有子沟槽(ST, Sub-Trench)的SGT (ST-SGT)器件结构。在相邻的主沟槽间插入子沟槽后，显著降低了器件栅极附近的电场峰值，避免栅氧化层出现过早击穿，同时较浅的子沟槽提升了外延层纵向电场分布的均匀性，改善了高密度深沟槽带来的晶圆翘曲问题。通过使用Sentaurus TCAD仿真软件，调节子沟槽深度和上层外延层电阻率两个重要参数，对ST-SGT进行优化设计。结果表明，当子沟槽深度为2.5μm、上层外延电阻率为0.23Ω·cm时，对应的ST-SGT的品质因数(FOM, Figure of Merit)最大，此时击穿电压为135.8 V,特征导通电阻为41.4 mΩ·mm2。优化后的ST-SGT与传统SGT相比，其FOM提高了19.6%。

• 单位
  无锡新洁能股份有限公司; 江南大学