SJ MOS工藝解析——Multi-EPI和 Deep-Trench 有何區(qū)別？

大家都知道超級(jí)結(jié)MOS（SJ MOS），那你知道SJ MOS的兩種工藝——Multi-EPI和 Deep-Trench嗎？今天我們來(lái)深入淺出地分析下SJ MOS的Multi-EPI和 Deep-Trench 兩種工藝有何區(qū)別。

Multi-EPI和 Deep-Trench 是兩種超結(jié)MOS工藝。

Multi-EPI：該工藝是開(kāi)發(fā)最早，較為成 熟的工藝。它是基于平面硅生長(zhǎng)技術(shù)，采用的是多層外延生長(zhǎng)技術(shù)，通過(guò)在硅襯底上，再通 過(guò)多次摻雜，熱推進(jìn)，生長(zhǎng)多層摻雜不同的外延層，形成多個(gè)PN結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)超結(jié)MOS的結(jié)構(gòu)。

它有著更高的電壓承受能力和更低的導(dǎo)通電阻，相比傳統(tǒng)的Super Junction技術(shù)，Multi-EPI的SJ技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電壓承受能力和更低的導(dǎo)通電阻，同時(shí)還可以降低相應(yīng)的 生產(chǎn)成本。近期也推出該先進(jìn)技術(shù)的SJ MOS產(chǎn)品，其推出的Multi-EPI的Super Junction產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電源、照明、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。

Multi-EPI工藝優(yōu)點(diǎn)：

由于整個(gè)外延過(guò)程是基于平整界面生長(zhǎng)，在這個(gè)過(guò)程中，外延位錯(cuò)缺陷會(huì)比較少 ，在漏電，高溫可靠性，長(zhǎng)期可靠性等方面具有很好的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品動(dòng)態(tài)特性能較為優(yōu)良。

缺點(diǎn)：該制備工藝相對(duì)復(fù)雜，成本比較高，光刻控制相對(duì)困難。

Multi-EPI工藝

Deep-Trench：該工藝是一種比較巧妙的實(shí)現(xiàn)超結(jié)技術(shù)，通過(guò)另外一 種相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝來(lái) 實(shí)現(xiàn)超結(jié)的一種手段 。它是先通過(guò)外延設(shè)備生長(zhǎng)一層幾十u m 的外延層 ，然后通過(guò)深槽刻蝕設(shè)備刻出深寬比很高的溝槽，再通過(guò)外延方式將溝槽填充起來(lái)，形成P 柱結(jié) 構(gòu)，等效于Mu lti- EPI的P 柱結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：由于只需要一次掩刻和填充，工藝簡(jiǎn)單，成本較低，它可以減少晶體缺陷，從而提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

缺點(diǎn)：

1.由于硅在深槽過(guò)程中，側(cè)邊與底部蝕刻形貌很難控制到很平滑；

2. 該工藝深寬比比較大，晶體 外延填充過(guò)程中容易導(dǎo)致溝槽底部形成不規(guī)則的空洞（Voild ），顯微鏡都不一定能看得到，造成芯片 在長(zhǎng)期高溫工作時(shí)可靠性下降。

3. 由于界面接近突變結(jié)，動(dòng)態(tài)特性相對(duì)差一些，在應(yīng)用過(guò)程中相對(duì)棘 手一些。

Deep-Trench工藝

從以上的講解中我們可以看出兩者存在的一些區(qū)別，但兩種皆為SJ MOS的工藝，都具備著超結(jié)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。朋友們?cè)谶x擇哪種工藝類型的SJ MOS，微碧給大家整理了一個(gè)表格給大家更好地了解并保存，可以參考以下對(duì)比，供自己的需求做更好的選擇：

兩者的區(qū)別

此外，超結(jié)MOS片結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)MOS相比，增加了超結(jié)技術(shù)，有著許多的優(yōu)勢(shì)，但也存在一定缺陷。

相比傳統(tǒng)的MOS產(chǎn)品，SJ MOS優(yōu)勢(shì):

1.相比傳統(tǒng)MOS,它的RDS(ON)會(huì)更小，Vth更低，因此具有更低的導(dǎo)通電阻和更好的導(dǎo)通特性；

2.漏電流更小，因此具有更低的功耗和更高的效率；

同樣，SJ MOS也會(huì)出現(xiàn)一定的缺陷問(wèn)題，它表現(xiàn)在抗浪涌能力比較低的情況上面。因此，在使用超結(jié)MOS時(shí)，需要特別注意其抗浪涌能力，特別是戶外產(chǎn)品，需要設(shè)計(jì)好浪涌保護(hù)電路。

近期推出了兩種工藝的SJ MOS產(chǎn)品，適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域。兩種工藝技術(shù)都有提高器件的電流密度和擊穿電壓的優(yōu)勢(shì)，與優(yōu)良的器件性能。SJ MOS產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用分析如下：

1. 低導(dǎo)通電阻：SJ MOS的導(dǎo)通電阻很低，可以減少功率損耗，提高效率。

2.較低的結(jié)電容：由于芯片結(jié)構(gòu)的改變，超結(jié)MOS的結(jié)電容比傳統(tǒng)MOS有很大的降低，較低的輸出結(jié)電容能改善MOS開(kāi)關(guān)損耗。

3.較小的柵電荷：在電源設(shè)計(jì)中，由于傳統(tǒng)MOS柵電荷相較大，對(duì)IC的驅(qū)動(dòng)能力要求較高，若IC驅(qū)動(dòng)能力不足會(huì)造成溫升等問(wèn)題。

4.減小封裝體積：在同等電壓和電流要求下，超結(jié)MOS的芯片面積比傳統(tǒng)MOS更小更具備空間優(yōu)勢(shì)。

SJ MOS主要應(yīng)用于電源管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、照明、通信等領(lǐng)域。