100V定格2段フィールドプレートトレンチMOSFETの最適構造設計とデバイス性能評価

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD19061,SPC19147

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス/【D】産業応用部門 半導体電力変換合同研究会

発行日: 2019/11/28

タイトル(英語): Optimum Structure Design and Device Performance Evaluation for a 100 V-rated Two-step-oxide Field-Plate Trench MOSFET

著者名: 小林 研也(東芝デバイス&ストレージ),加藤 浩朗(東芝デバイス&ストレージ),西口 俊史(東芝デバイス&ストレージ),下村 紗矢(東芝デバイス&ストレージ),大室 泰久(東芝デバイス&ストレージ),根賀 亮平(東芝デバイス&ストレージ),西脇 達也(東芝デバイス&ストレージ),相田 喜久夫(東芝デバイス&ストレージ),一関 健太郎(東芝デバイス&ストレージ),大麻 浩平(東芝デバイス&ストレージ),川口 雄介(東芝デバイス&ストレージ)

著者名(英語): Kenya Kobayashi(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Hiroaki Kato(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Toshifumi Nishiguchi(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Saya Shimomura(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Yasuhisa Oomuro(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Ryohei Nega(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Tatsuya Nishiwaki(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Kikuo Aida(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Kentaro Ichinoseki(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Kohei Oasa(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Yusuke Kawaguchi(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation)

キーワード: フィールドプレート|リサーフ|シールディッドゲート|酸化膜傾斜|２段酸化膜|電力損失|field plate|RESURF|shielded gate|oxide slope|two-step-oxide|power loss

要約(日本語): フィールドプレート構造のトレンチMOSFETは低耐圧での適用が進んでいる。特に100V定格デバイスは48V入力応用での高効率化が期待される。トレンチ内に2段フィールドプレートを有する新構造では、Siメサ領域の表面電解が緩和され、ドリフト層濃度を高めることができる。TCADによる複数パラメータの最適設計を行い、試作結果として耐圧109.9V、オン抵抗27.7mΩmm2を得た。また、スイッチング性能に関わるFigure-of-meritおよび、損失計算結果についても報告する。

要約(英語): Field-plate trench MOSFET has been applied to low-voltage area, especially, 100 V-rated devices are expected for a high efficiency in 48-V application. The new structure having two-step-oxide field-Plate enables to reduce the electric field in silicon mesa region and to increase the drift layer concentration. As a results, breakdown voltage of 109.9 V and on-resistance of 27.7 mohm-mm^2 ware achieved. In addition, figure-of-merit which relates to the switching characteristics and power loss estimation are described.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 2,267 Kバイト