MOSFET 派生器件及其特点

1.沟槽（trench）型 MOSFET近年来，为了减小VDMOSFET的导通电阻，沟槽型MOSFET采用腐蚀挖沟槽的方法把VDMOSFET原有的“T”形导电通道变成两条平行的导电通道。消除了两个PN结间的结型FET（JFET）的夹紧电阻（R_JFET）的作用。如图1-15a所示，沟槽型MOSFET结构中P⁺扩散区的作用是增加源极短路效果，减少PN结电容，并抑制寄生双极晶体管（NPN）工作。对于600V以下的VDMOSFET，JFET的夹紧电阻在导通电阻中占的比重较大，因此沟槽型MOS结构能够显著减少MOSFET的导通电阻R_DS（on）。

2.CoolMOS 在VDMOSFET中，为了提高阻断电压U_BR，需要在降低漂移区掺杂度的同时增加漂移区的厚度，这会使导通电阻成指数曲线增加。由于VDMOS-FET没有很好地解决导通电阻的问题，在VDMOSFET的基础上，发展出了一种新型MOSFET——CoolMOS，其剖面如图1-15b所示，它既提高了N^-漂移区的掺杂浓度，同时也注入P杂质到N^-区周围，使总的掺杂浓度不变。当CoolMOS加上反偏电压时，器件内部既有纵向电场，也有横向电场。注入的P杂质与N^-区形成PN结，并在周围形成不断扩散的空间电荷区，最终导致整个漂移区的完全耗尽。如图1-15c所示，由于存在电荷补偿效应，使器件的阻断电压仅取决于N^-漂移区的厚度，而与N-区的掺杂浓度无关，为了实现更高的阻断电压，只需要增加N^-漂移区及P杂质区的厚度，由于导通特性与P杂质无关，而N-厚度的增大使导通电阻增加。因此导通电阻与阻断电压成近似线性关系。

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图1-15 CoolMOS内部结构

a）CoolMOS的剖面结构 b）CoolMOS的阻断状态 c）CoolMOS的阻断状态图