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博客專欄

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Trench工藝和平面工藝MOS的區別

發布人:leiditechsh 時間:2023-09-27 來源:工程師 發布文章

上海雷卯電子有Trench工藝和平面工藝MOSFET,為什么有時候推薦平面工藝MOSFET呢,有時候推薦用Trench工藝MOSFET, 上海雷卯EMC小哥簡單介紹如下。

1. 平面工藝與Trench溝槽工藝MOSFET區別

 兩種結構圖如下:

image.png

由于結構原因,性能區別如下:

1)導通電阻

Trench工藝MOSFET具有深而窄的溝槽結構,這可以增大器件的有效通道截面積,從而降低導通電阻,能夠實現更高的電流傳輸和功率處理能力。

平面工藝MOSFET的通道結構相對較簡單,導通電阻較高。

2)抗擊穿能力

Trench工藝MOSFET通過控制溝槽的形狀和尺寸,由于Trench工藝的深溝槽結構,漏源區域的表面積得到顯著增加。這使得MOSFET器件在承受高電壓時具有更好的耐受能力,適用于高壓應用,如電源開關、電機驅動和電源系統等。

平面工藝MOSFET相對的耐電壓較低。廣泛應用于被廣泛應用于數字和模擬電路中,微處理器,放大器,音響,逆變器,安防,報警器,卡車音響喇叭及光伏儲能上。

3)抗漏電能力

Trench工藝MOSFET通過溝槽內的絕緣材料和襯底之間形成較大的PN結,能夠有效阻止反向漏電流的流動。因此,Trench工藝MOSFET在反向偏置下具有更好的抗漏電性能。

平面工藝MOSFET的抗漏電能力相對較弱。

4)制造復雜度

Trench工藝MOSFET的制造過程相對復雜,包括溝槽的刻蝕、填充等步驟,增加了制造成本。平面工藝MOSFET制造工藝成熟:PLANAR平面工藝MOSFET是最早的MOSFET制造工藝之一,經過多年的發展和改進,制造工藝已經非常成熟。相關設備和技術已經得到廣泛應用和實踐,具有較高的可靠性和穩定性。

 

5)看到這些方面是不是覺得溝槽工藝MOSFET 更有優勢,其實我們可以簡單理解這兩種工藝。

平面工藝就好比我們小時候的土屋,幾乎不需要挖地基純平面架構特點:成本高,內阻大,ESD能力強,屬于純力量型選手,抗沖擊里強。

Trench工藝,俗稱潛溝槽工藝,就好比我們農村的樓房,需要挖地基到一定深度,同樣的使用面積所需要的地皮少,相比平面工藝,成本略低, 同電壓平臺,內阻略小,電流大,輸出能力強,但是,抗沖擊能力也更弱,速度與力量的結合。

 

簡單總結就是

Trench工藝   內阻低 ,高耐壓,單元芯片面積小,一致性相對差 但抗沖擊能力弱 。

平面工藝   內阻大,耐壓低,單元芯片面積大,一致性好  抗沖擊能力強。

2. 至于Trench工藝為什么抗沖擊能力差

主要是:

1)結構脆弱:Trench工藝中形成的深溝槽結構相對較細,橫向尺寸較小。這使得結構相對脆弱,容易受到機械沖擊或應力集中的影響而產生破壞。

2)異質材料接口問題:Trench工藝通常涉及不同材料之間的接口,例如在溝槽中填充絕緣材料或襯底與溝槽之間的接觸等。這些異質材料接口會引入應力集中和接觸問題,降低了整體的抗沖擊能力。

3)缺陷和損傷:在Trench工藝中,制造過程中可能會出現缺陷或損傷,例如溝槽表面的粗糙度、填充材料的不均勻性等。這些缺陷和損傷會導致材料強度下降,從而降低了抗沖擊能力。

3. 如何選擇

選擇使用PLANAR工藝MOSFET還是Trench工藝MOSFET需要考慮以下幾個因素:

1)功能需求:

首先需要明確所需的功能和性能要求。例如,如果需要高功率處理和低漏電流特性,

Trench工藝MOSFET可能更適合。

如果需要較高的開關速度則PLANAR工藝MOSFET可能更適合。

2)功耗和效率:

需要考慮設備的功耗和效率需求。Trench工藝MOSFET具有較低的導通電阻適用于高效率的功率轉換應用。

PLANAR工藝MOSFET則在一些低功耗應用中表現較好。

3)溫度特性

需要考慮設備溫度特性等因素。取決于器件結構和材料選擇。一般來說,Trench工藝MOSFET具有較好的封裝和散熱能力,可在高溫環境下工作并具有較低的漏電流。

但一般工控上選擇推薦選擇平面工藝,因為要求穩定可靠,一致性好,抗沖擊力強,對于散熱可以采用其它措施彌補。

 

也就是,我使用的場合決定我們使用哪種工藝MOSFET更合適.

 

總之,一個新的工藝技術產生一定有它的優勢所在比如Trench,功率大,漏電小。但同時也伴有小的缺陷,比如抗沖擊力弱,一致性相對差。隨著技術的進步成熟,缺陷不斷會被大家想辦法彌補。但老的工藝雖然市場份額在不斷縮小,但它的市場需求也無法替代。

比如下面,幾種場合 使用平面工藝 產品性能會更優。

 image.png

上海雷卯電子Trench工藝MOSFET,也有平面工藝MOSFET,這篇僅作簡單區別闡述,如需具體型號,請聯系EMC 小哥。上面闡述如果有誤,請聯系交流。

雷卯可以提供MOS及各種接口的靜電雷擊保護方案,為客戶解決電磁兼容問題,更多保護方案,請微信搜索小程序“EMC電磁兼容社區”或雷卯官網leiditech.com  歡迎聯系EMC小哥。

 


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