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Trench+超级结复合结构技术研究
资料介绍
一、技术概述
Trench+超级结（Super Junction）复合结构是功率半导体器件领域的创新技术方案，通过将沟槽（Trench）结构与超级结（SJ）结构进行集成设计，实现了器件击穿电压（BV）、导通电阻（Ron）和开关速度的综合优化。该结构突破了传统功率MOSFET的"硅极限"（Silicon Limit），在高压应用场景（如600V-1700V）中展现出优异的性能平衡，广泛应用于新能源汽车、智能电网、工业控制等领域。
二、结构设计原理
1. 基础结构组成
（1）Super Junction层：采用交替掺杂的P型柱和N型柱（P-pillar/N-pillar）形成电荷平衡结构，通过横向耗尽效应降低导通电阻，理论上可实现Ron∝ BV（传统结构为Ron∝ BV2.5）。
（2）Trench栅极结构：通过刻蚀沟槽并填充多晶硅形成垂直栅极，缩短沟道长度（Lch），降低栅极电荷（Qg），提升开关频率。
（3）终端结构：采用场限环（FLR）与场板（FP）结合的终端设计，优化边缘电场分布，确保器件在高压下的可靠性。
2. 关键集成技术
（1）沟槽刻蚀与SJ柱对准工艺：需控制沟槽深度（3-10μm）与SJ柱高度的匹配度，典型对准误差要求小于0.5μm。
（2）Epitaxial生长与离子注入协同掺杂：通过多次外延（Epitaxy）和杂质注入形成均匀的P/N柱浓度分布，实现电荷平衡（QP≈ QN）。
（3）沟槽氧化层质量控制：采用湿氧氧化（Wet Oxidation）结合干氧氧化（Dry Oxidation）工艺，形成厚度50-100nm、界面态密度低于1e10 cm-2的栅氧化层。
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