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MOSFET基本结构

信息来源：本站　日期：2017-05-22　

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由于在栅极与半导体之间有绝缘二氧化硅的关系，MOS管器件的输入阻抗非常高，此一特色使MOSFET在功率器件的应用相当引人注目，因为高输入阻抗的关系，栅极漏电流非常低，因此功率MOSFET不必像使用双极型功率器件一样，需要复杂的输入驱动电路．此外，功率MOSFET的开关速度也比功率双极型器件快很多，这是因为在关闭的过程中，MOS的单一载流子工作特性并不会有少数载流子储存或复合的问题，

图6.43为三个基本的功率MOSFET结构．与ULSI电路中的MOSFET器件不同的是，功率MOSFET采用源极与漏极分别在晶片上方与下方的垂直结构．垂直结构有大的沟道宽度以及可降低栅极附近电场拥挤的优点．这些特性在高功率的应用上非常重要．

图6.43(a)为有V型沟槽外型栅极的V-MOSFET，V型沟槽可通过KOH溶液湿法刻蚀来形成．当栅极电压大于阈值电压时，沿着V型沟槽边缘将感应出反型的沟道，并在源极与漏极之间形成一导电的沟道．V-MOSFET发展的主要限制在于其相关的工艺控制.V型沟槽尖端的强电场可能会造成该处电流拥挤，进而造成器件特性的退化，

图6.43 (b)为U-MOSFET的剖面图，与V-MOSFET非常相似.U型沟槽是通过反应离子刻蚀来形成，且其底部角落的电场大体上比V型沟槽的尖端小很多．另一种功率MOSFET为D-MOSFET，如图6.43(c)所示．栅极做在上表面处，并充作后续双重扩散工艺的掩模版．双重扩散工艺（此即称之为D-MOSFET的理由）用来形成p基极以及n+源极等部位．D-MOSFET的优点在于其跨过p基极区域的短暂漂移时间以及可避免转角的大电场，

此三种功率MOSFET结构在漏极区都有一个n一的漂移区，n一漂移区的掺杂浓度比p基极区小，所以当一正电压施加于漏极上时，漏极/p基极结被反向偏压，大部分的耗尽区宽度将跨过n一漂移区，因此n一漂移区的掺杂浓度及宽度是计算漏极支撑电压的一个重要参数．另一方面，功率MOSFET结构中存有…寄生的n-p-n-n+器件．

为了避免双极型晶体管在功率MOSFET工作时动作．需将p基极与ni源极（发射极）之间短路，如图6. 43所示，如此可使p基极维持在一固定电压．