新聞事件：

• HOMSEMI中低壓MOSFET全面使用8英寸0.18μm Trench工藝晶圓

事件影響：

• Power MOSFET的原胞密度提高、RDS(ON)降低、QG降低
• 整機效率提高，成本控制能力更好
• HOMSEMI成為國內(nèi)一線分立功率半導體品牌

2011年12月，廣州成啟半導體有限公司宣布，HOMSEMI中低壓MOSFET全面使用8英寸、0.18μm、Trench工藝晶圓。成啟半導體表示，這次產(chǎn)品升級已經(jīng)過一年準備和試產(chǎn)，將使Power MOSFET的原胞密度提高、RDS（ON）降低、QG降低，提高整機效率，同時獲得更好的成本控制能力，這意味著，HOMSEMI成為國內(nèi)一線分立功率半導體品牌。

此外，HOMSEMI產(chǎn)品運營總監(jiān)黎總表示，進一步0.13um工藝已經(jīng)排入日程，預計在2012年第4季度產(chǎn)出產(chǎn)品。

背景資料：
一、8英寸，0.18μm，Trench  POWER  MOSFET工藝介紹

由于功率半導體器件的發(fā)展，許多電子設備的體積變得越來越小而效率卻相應提高。作為功率半導體器件主體之一的功率MOSFET則被廣泛應用于通訊、計算機、汽車和消費電子領域，并且是分立器件和智能功率集成電路(SPIC）中的重要組成部分。

晶圓：即單晶硅圓片，由普通的硅沙拉制提煉而成，是最常見的半導體材料。按其直徑分為4英寸、6英寸和8英寸，近年發(fā)展了16英寸甚至更大規(guī)格。晶圓越大，同一圓片上可安排的集成電路就越多，成本可降低，但要求的材料技術和生產(chǎn)技術更高。

0.18μm是指里面的基本器件，如FET的柵線條的寬度，大致等于導電溝道長度。它代表了光刻工藝所能實現(xiàn)的最小尺寸，整個器件沒有比它更小的尺寸，又叫Feature Size。 FS不同，則其他的淀積、刻蝕等工藝水平也不同。所以相應的長度值代表著工藝平臺，也就是用這個數(shù)值表示一種工藝的水平。

Trench MOSFET就是在半導體表面挖出溝槽，使得溝槽的深度達到漂移區(qū)，導電溝道是溝槽的側(cè)面如圖1（b）所示。

(a)Plannar MOSFET             (b)Trench MOSFET
圖1 Plannar MOSFET與Trench MOSFET的基本結(jié)構(gòu)

雖然國內(nèi)分立器件生產(chǎn)制造企業(yè)很多，主流都是使用6英寸，0.35μm ，Plannar（平面）工藝生產(chǎn)晶圓。

二、性能特點

1、提高溝道密度，降低導通電阻和總的柵電荷密度
功率器件在高頻下工作總的功耗主要有導通損耗、柵驅(qū)動損耗和開關損耗三部分組成。其中導通損耗與導通電阻呈正比；柵驅(qū)動損耗，與總的柵電荷呈正比；開關損耗隨上升和下降時間的增大而增大，且三者均隨芯片面積的增大而增大，可用如下的優(yōu)值因子來衡量


可見導通電阻和總的柵電荷密度對功耗起著決定性的作用。對于Plannar MOSFET，導通電阻主要由溝道電阻，漂移區(qū)電阻和寄生JFET電阻決定，且其寄生JFET電阻隨溝道寬度的減小而指數(shù)上升。而Trench MOSFET由于垂直溝道結(jié)構(gòu)的采用，其寄生JFET效應已消失，且與Plannar MOSFET相比可進一步降低單元尺寸，提高溝道密度，因此可大大降低導通電阻。
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2、MOSFET的閾值電壓表達式為 


可見閾值電壓主要與基區(qū)摻雜濃度（p-）、柵氧化層厚度（Toxg）、耗盡層電荷（Qdep）相關。式中前兩項因子對Trench MOSFET和Plannar MOSFET而言相同，而第三項則不同，因為耗盡層電荷與溝道長度有關，兩者的溝道長度表達式為


由于Plannar MOSFET中的溝道是由橫向結(jié)深之差形成，所以同樣結(jié)深時Trench MOSFET的溝道長度比Plannar MOSFET的溝道長度大，從而形成了Trench MOSFET耗盡層電荷多，開啟電壓較大的結(jié)果，如圖２（ａ）所示。

（a） Plannar MOSFET和Trench MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線

（b） Trench MOSFET電場分布曲線
圖2 Plannar MOSFET和Trench MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線比較及基本Trench MOSFET結(jié)構(gòu)的電場分布曲線

3、輸出特性
由平方率關系（飽和區(qū)）可知源漏電流與閾值電壓成反比，相比之下盡管Trench MOSFET的開啟電壓較大，但是Trench MOSFET的輸出電流仍然大于Plannar MOSFET。這是由于Trench MOSFET中寄生JFET區(qū)的消失，使得導通電阻減小，間接增大了源漏輸出電流，從而使得Trench MOSFET有較大的電流處理能力。

三、應用的優(yōu)勢：

在傳統(tǒng)的高頻開關電源應用上，HOMSEMI的TRENCH工藝MOSFET的開關損耗、柵驅(qū)動損耗和導通損耗更低，可以使整機溫升下降，可靠性提高。同時更好的高頻特性使用戶能提高開關頻率，縮小整機體積。

在馬達驅(qū)動等中低頻應用方面，HOMSEMI MOSFET更小的RDS（ON），使驅(qū)動器能驅(qū)動功率更大的馬達。

總結(jié)：

HOMSEMI 中低壓POWER MOSFET使用8英寸，0.18μm，Trench工藝, 具有功率密度高、低導通電阻、低柵電荷、高元胞密度的優(yōu)點，從而可減小使用時的開關損耗、柵驅(qū)動損耗和導通損耗，并獲得更好的成本控制能力，隨著不斷的推廣和普及，必然會帶來應用的輝煌時期。