为什么做SGTMOS?
SGT器件结构及原理？
SGT器件性能优势？
为什么做SGTMOS？
SGT（Shielded-GateTrench，屏蔽栅沟槽）由TrenchMOS发展而来，由于TrenchMOS米勒电容CGD较大使其在高频领域应用受限（如下图），因此在低压领域如何使MOS器件工作频率变得更快且功耗更低成为主要研究方向，后面就提出了SGT结构。
一、SGT器件结构
SGT结构主要有两种：上下结构和左右结构（如下图）。实际上就是在TrenchMOS结构基础上，将沟槽深度加深，将多晶硅分离成用介质隔离的两个部分，分别为接栅极的栅多晶和接源极的源多晶（屏蔽栅）。
通常SGT击穿电压在低压（小于80V）时采用上下结构，中高压（大于80V）采用左右结构。这是因为SGT的源多晶与N-漂移区之间的介质层宽度会根据电压需求进行调整，低电压时这个介质层太窄，左右结构两边源多晶（屏蔽栅）填充及接触孔对准难度会变大，上下结构就没有这个问题。
上下结构SGT其实适用于各种击穿电压范围，但是其制造工艺难度高于左右结构（主要是栅多晶与源多晶之间的介质隔离），因此在低压SGT左右结构制程难度太大时会采用上下结构。
二、SGT器件原理
SGTMOS相比于TrenchMOS只是在深沟槽内多了一段源多晶（屏蔽栅），与源极相连接地。在SGT漏端反向偏置时，主要有两个耗尽共同承担耐压，一个是PN结纵向耗尽、一个是屏蔽栅中自由电荷与漂移区发生电荷耦合，在漂移区中感应出耗尽区，形成的电容横向耗尽。漂移区被完全耗尽时，此时漂移区中净电荷为零，因此SGT纵向电场分布与超结结构类似呈类矩形分布，有助于提高器件耐压。由于电荷耦合效应的存在可以在保持耐压的同时增加外延掺杂浓度降低器件导通电阻。
SGT结构还通过屏蔽栅屏蔽漏端电位，减小米勒电容（CGD）及栅电荷Qg，降低开关损耗。同时增加了Ciss，使Crss/Ciss的比值降低，提高了抗dv/dt能力，在高dv/dt的电压变化下也不容易误开启。
三、性能优势
|
参数 |
传统TrenchMOS |
SGTMOS |
|
导通电阻RDSON |
高 |
低50%以上（相同面积） |
|
米勒电容CGD |
高 |
低（降低10倍以上） |
|
栅极电荷Qg |
高 |
低 |
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击穿电压BVDSS |
低（三角形电场） |
高（矩形电场） |
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雪崩能力EAS |
低 |
高（深沟槽吸收能量） |
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开关损耗 |
高 |
低（低CGD及Qg） |
基于以上优势TrenchMOS市场逐步被SGTMOS替代。
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