SGT MOS导通电阻组成部分

时间： 2023-10-25 来源：龙夏电子

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SGT属于中低压功率MOSFET器件的一种，其沟道电阻占总导通电阻较大的比例，不过SGT导通过程中包含着更多的寄生电阻，以N型SGT为例，其导通电阻表达式如下式（1）所示：

其中RCON代表欧姆接触电阻，RS代表源区电阻，RCH代表沟道电阻，RA代表积累层电阻，RMESA代表平台区电阻（漂移区被耦合部分的电阻），RD代表沟槽底部漂移区电阻，RSUB代表衬底电阻，其中接触电阻和源区电阻很小，可以忽略不计。SGT基本的电阻成分分布在器件中如下图1所示：

对于SGT来说沟道电阻占器件总导通电阻较大一部分。根据导通电阻的定义，SGT元胞沟道电阻（RCH）的表达式如下式（2）：

其中LCH为沟道长度，μn为沟道迁移率，COX为栅氧化层电容，VG为栅极偏置电压，VTH为阈值电压，Z为沟道宽度，由式子可知，降低沟道电阻的有效方法是增大沟道宽度Z、收窄沟道长度LCH和提高沟道载流子迁移率μn。通常情况下SGT的控制栅底部会深于体区，当栅极施加正向偏压（器件开启）时，栅极与漂移区交叠部分会感应出高浓度电子积累层，电子先沿着积累层在沟槽表面流动，之后再发散进入漂移区。积累层电阻（RA）占总导通电阻占比较小，表达式如下式（3）：

跟沟道电阻类似的，LA为积累层长度，μn为积累层载流子迁移率。

电流进入漂移区后会扩散开来，假设SGT沟槽之间距离足够近，电流在漂移区内均匀分布，因此漂移区电阻表达式可近似为下式(4)：

其中ρMESA代表SGT平台区的电阻率，ρDRIFT代表沟槽底部漂移区的电阻率，一般来说两者大小相等，LP为屏蔽栅长度，WCELL为元胞宽度，WM为平台区宽度，LD为沟槽底部漂移区长度，该式代表了屏蔽栅和漂移区横向交叠部分的电阻和沟槽以下的漂移区电阻。

衬底电阻由于其高浓度掺杂的特性，阻值很小，ρSUB代表衬底电阻率，LSUB代表衬底长度，表达式如下式(5)：

由于源区电阻和接触电阻占比非常小，因此在本次计算中忽略，结合以上六式，SGT总导通电阻表达式如下式(6)：

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