SJ-MOS與VDMOS動態(tài)性能比較

引言：

為了打破傳統(tǒng)的VDMOS工藝MOS導(dǎo)通電阻與反向擊穿電壓之間制約，半導(dǎo)體物理學(xué)界提出的一種新型MOS結(jié)構(gòu)，稱為Super Junction MOS(以下簡稱SJ-MOS),其導(dǎo)通電阻與反向擊穿電壓的約束關(guān)系由之前的Ron∝ 提升為準(zhǔn)線性 即在較高反向擊穿電壓的同時，其導(dǎo)通電阻大大降低，這些靜態(tài)參數(shù)的改善以及在應(yīng)用電路中的性能大家都比較熟知，實際上，MOS產(chǎn)品在實際應(yīng)用電路中的性能更大程度上決定于其動態(tài)參數(shù)特性，那么SJ-MOS在動態(tài)參數(shù)方面表現(xiàn)如何呢?本文通過對SAMWIN公司SJ-MOS產(chǎn)品SW10N60A(600V)與對應(yīng)VDMOS產(chǎn)品SW10N60動態(tài)參數(shù)的實際測試，并結(jié)合該產(chǎn)品實際工藝特性，分析比較出SJ-MOS和VDMOS在動態(tài)參數(shù)方面的性能優(yōu)劣。

1. 動態(tài)參數(shù)比較

1.1. 開關(guān)時間比較

眾所周知，MOS是柵壓控制漏源導(dǎo)通或關(guān)斷型器件，人們利用這一特性多將MOS作為電子開關(guān)用于開關(guān)電源電路中，但MOS結(jié)構(gòu)中寄生電容的存在，使其在導(dǎo)通或關(guān)斷時有一定延時，如圖1所示。這個延時在MIL-STD-750E中被定義為Tdon，Tr，Tdoff，Tdoff四個參數(shù)表示，為了適應(yīng)開關(guān)電源日益高頻化的發(fā)展趨勢，希望MOS自身的開關(guān)時間越小越好，MOS開關(guān)時間和寄生電容有很大的關(guān)系，寄生電容越大開關(guān)時間越大，而寄生電容很大程度上又取決于芯片的大小，芯片越小寄生電容越小。在SJ-MOS結(jié)構(gòu)中，由于深入NEPI層的P型柱區(qū)允許通過的電流密度很大，利用這一特性，SAMWIN公司在SW10N60A設(shè)計階段，保證其設(shè)計電流（10A）不變的情況下，將其芯片面積縮小為傳統(tǒng)VDMOS工藝產(chǎn)品SW10N60的1/3, 從而大大提升了開關(guān)特性，為了直觀的得到這兩種產(chǎn)品開關(guān)特性的差異，依據(jù)MIL-STD-750E測試標(biāo)準(zhǔn)在我司ITC57300動態(tài)參數(shù)測試儀上測試其開關(guān)時間參數(shù)，得到表1所示SW10N60A vs. SW10N60開關(guān)時間測試結(jié)果和圖2所示SW10N60A vs. SW10N60開關(guān)時間測試波形，我們發(fā)現(xiàn)SW10N60A開關(guān)特性明顯優(yōu)于SW10N60，

圖1:理想狀態(tài)與實際狀態(tài)的開啟和關(guān)斷波形

表1:SW10N60A vs. SW10N60開關(guān)時間測試結(jié)果

圖2:SW10N60A vs. SW10N60開關(guān)時間測試波形圖