上海雷卯电子:Trench工艺和平面工艺MOS的区别


上海雷卯电子有Trench工艺和平面工艺MOSFET,为什么有时候推荐平面工艺MOSFET呢,有时候推荐用Trench工艺MOSFET, 上海雷卯EMC小哥简单介绍如下。

一、平面工艺与Trench沟槽工艺MOSFET区别

两种结构图如下:

由于结构原因,性能区别如下:
(1)导通电阻。Trench工艺MOSFET具有深而窄的沟槽结构,这可以增大器件的有效通道截面积,从而降低导通电阻,能够实现更高的电流传输和功率处理能力。
平面工艺MOSFET的通道结构相对较简单,导通电阻较高。
(2)抗击穿能力。Trench工艺MOSFET通过控制沟槽的形状和尺寸,由于Trench工艺的深沟槽结构,漏源区域的表面积得到显著增加。这使得MOSFET器件在承受高电压时具有更好的耐受能力,适用于高压应用,如电源开关、电机驱动和电源系统等。
平面工艺MOSFET相对的耐电压较低。广泛应用于被广泛应用于数字和模拟电路中,微处理器,放大器,音响,逆变器,安防,报警器,卡车音响喇叭及光伏储能上。
(3)抗漏电能力。Trench工艺MOSFET通过沟槽内的绝缘材料和衬底之间形成较大的PN结,能够有效阻止反向漏电流的流动。因此,Trench工艺MOSFET在反向偏置下具有更好的抗漏电性能。
平面工艺MOSFET的抗漏电能力相对较弱。
(4)制造复杂度。Trench工艺MOSFET的制造过程相对复杂,包括沟槽的刻蚀、填充等步骤,增加了制造成本。平面工艺MOSFET制造工艺成熟:PLANAR平面工艺MOSFET是最早的MOSFET制造工艺之一,经过多年的发展和改进,制造工艺已经非常成熟。相关设备和技术已经得到广泛应用和实践,具有较高的可靠性和稳定性。
(5)看到这些方面是不是觉得沟槽工艺MOSFET 更有优势,其实我们可以简单理解这两种工艺。
平面工艺就好比我们小时候的土屋,几乎不需要挖地基纯平面架构特点:成本高,内阻大,ESD能力强,属于纯力量型选手,抗冲击里强。
Trench工艺,俗称潜沟槽工艺,就好比我们农村的楼房,需要挖地基到一定深度,同样的使用面积所需要的地皮少,相比平面工艺,成本略低, 同电压平台,内阻略小,电流大,输出能力强,但是,抗冲击能力也更弱,速度与力量的结合。
简单总结就是:
Trench工艺:内阻低 ,高耐压,单元芯片面积小,一致性相对差 但抗冲击能力弱 。
平面工艺:内阻大,耐压低,单元芯片面积大,一致性好  抗冲击能力强。

二、至于Trench工艺为什么抗冲击能力差


(1)结构脆弱:Trench工艺中形成的深沟槽结构相对较细,横向尺寸较小。这使得结构相对脆弱,容易受到机械冲击或应力集中的影响而产生破坏。
(2)异质材料接口问题:Trench工艺通常涉及不同材料之间的接口,例如在沟槽中填充绝缘材料或衬底与沟槽之间的接触等。这些异质材料接口会引入应力集中和接触问题,降低了整体的抗冲击能力。
(3)缺陷和损伤:在Trench工艺中,制造过程中可能会出现缺陷或损伤,例如沟槽表面的粗糙度、填充材料的不均匀性等。这些缺陷和损伤会导致材料强度下降,从而降低了抗冲击能力。

三、 如何选择

选择使用PLANAR工艺MOSFET还是Trench工艺MOSFET需要考虑以下几个因素:
(1)功能要求:首先需要明确所需的功能和性能要求。例如,如果需要高功率处理和低漏电流特性,
则Trench工艺MOSFET可能更适合。
如果需要较高的开关速度则PLANAR工艺MOSFET可能更适合。
(2)功耗和效率:需要考虑设备的功耗和效率需求。Trench工艺MOSFET具有较低的导通电阻适用于高效率的功率转换应用。
PLANAR工艺MOSFET则在一些低功耗应用中表现较好。
(3)温度特性:需要考虑设备温度特性等因素。取决于器件结构和材料选择。一般来说,Trench工艺MOSFET具有较好的封装和散热能力,可在高温环境下工作并具有较低的漏电流。
但一般工控上选择推荐选择平面工艺,因为要求稳定可靠,一致性好,抗冲击力强,对于散热可以采用其它措施弥补。
也就是,我使用的场合决定我们使用哪种工艺MOSFET更合适.
总之,一个新的工艺技术产生一定有它的优势所在比如Trench,功率大,漏电小。但同时也伴有小的缺陷,比如抗冲击力弱,一致性相对差。随着技术的进步成熟,缺陷不断会被大家想办法弥补。但老的工艺虽然市场份额在不断缩小,但它的市场需求也无法替代。
比如下面,几种场合 使用平面工艺 产品性能会更优。


备注:文章来源于雷卯电子,版权归原作者所有,信息仅供参考,不代表此公众号观点,如有侵权请联系删除!



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