VDMOS管

80年代以來(lái)，迅猛發(fā)展的超大規(guī)模集成電路技術(shù)給高壓大電流半導(dǎo)體注入了新的活力，一批新型的聲控功放器件誕生了，其中最有代表性的產(chǎn)品就是VDMOS聲效應(yīng)功率晶體管。

這種電流垂直流動(dòng)的雙擴(kuò)散MOS器件是電壓控制型器件。在合適的柵極電壓的控制下，半導(dǎo)體表面反型，形成導(dǎo)電溝道，于是漏極和源極之間流過(guò)適量的電流

VDMOS兼有雙極晶體管和普通MOS器件的優(yōu)點(diǎn)。與雙極晶體管相比，它的開(kāi)關(guān)速度，開(kāi)關(guān)損耗小;輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)功率小;頻率特性好;跨導(dǎo)高度線性。特別值得指明出的是，它具有負(fù)的溫度系數(shù)，沒(méi)有雙極功率的二次穿問(wèn)題，安全工作出了區(qū)大。因此，不論是開(kāi)關(guān)應(yīng)用還是線性應(yīng)用，VDMOS都是理想的功率器件。

現(xiàn)在，VDMOS器件已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括電機(jī)調(diào)速、逆變器、不間熠電源、開(kāi)關(guān)電源、電子開(kāi)關(guān)、高保真音響、汽車電器和電子鎮(zhèn)流器等。由于VDMOS的性能價(jià)格比已優(yōu)于比極功率器件，它在功率器件市聲中的份額已達(dá)42%。并將繼續(xù)上升。

小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷?/p>

電力MOSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，又稱為VMOSFET（Vertical MOSFET）。

按垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的差異，分為利用V型槽實(shí)現(xiàn)垂直導(dǎo)電的VVMOSFET和具有垂直導(dǎo)電雙擴(kuò)散MOS結(jié)構(gòu)的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET）。

這里主要以VDMOS器件為例進(jìn)行討論。

電力MOSFET的工作原理（N溝道增強(qiáng)型VDMOS）

截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。

P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏，漏源極之間無(wú)電流流過(guò)。

導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓UGS

當(dāng)UGS大于UT時(shí)，P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失，漏極和源極導(dǎo)電 。

雙向晶閘管的發(fā)展現(xiàn)狀在我國(guó)精管行業(yè)發(fā)展很快。國(guó)內(nèi)分立器件廠商的主要產(chǎn)品以硅基二極管、三極管和晶閘管為主，國(guó)際功率半導(dǎo)體器件的主流主品功率MOS器件只是近年來(lái)才有所涉及，且主要為平面柵結(jié)構(gòu)的VDMOS器件，IGBT還處于研發(fā)階段。寬禁帶半導(dǎo)體器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)為主，尚未有針對(duì)市場(chǎng)應(yīng)用的寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)品器件的產(chǎn)品研發(fā)。

一、普通二極管、三極管國(guó)內(nèi)的自給率已經(jīng)很高，但是在高檔的功率二極管，大部分還依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品性能還有不小的差距。

二、ABB晶閘管類器件產(chǎn)業(yè)成熟，種類齊全，普通晶閘管、快速晶閘管、超大功率晶閘管、光控晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、高頻晶閘管都能生產(chǎn)。中國(guó)南車集團(tuán)當(dāng)前可以生產(chǎn)6英寸、4000A、8500V超大功率晶閘管，居世界領(lǐng)先水平，已經(jīng)在我國(guó)的機(jī)車上大量使用，為我國(guó)的鐵路現(xiàn)代化建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。

三、在功率管領(lǐng)域，逐步有國(guó)內(nèi)的企業(yè)技術(shù)水平上升到MOS工藝，MOSFET的產(chǎn)業(yè)有一定規(guī)模，進(jìn)入21世紀(jì)后，這類器件的產(chǎn)品已批量進(jìn)入市場(chǎng)，幾十安培、200V的器件在民用產(chǎn)品上獲得了廣泛應(yīng)用，進(jìn)口替代已然開(kāi)始。

四、IGBT、FRD(快恢復(fù)二極管)已經(jīng)有所突破，F(xiàn)RD初見(jiàn)規(guī)模。IGBT從封裝起步向芯片設(shè)計(jì)制造發(fā)展，從PT結(jié)構(gòu)向NPT發(fā)展，溝槽工藝正在開(kāi)發(fā)中。IGBT產(chǎn)品進(jìn)入中試階段，

五、在電源管理領(lǐng)域，2008年前十名都見(jiàn)不到國(guó)內(nèi)的企業(yè)。

一、設(shè)計(jì):國(guó)內(nèi)IGBT還處于研制階段，還沒(méi)有商品化的IGBT投入市場(chǎng)，我國(guó)IGBT芯片的產(chǎn)業(yè)化道路比較漫長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)的民營(yíng)和海歸人士設(shè)立的公司已經(jīng)研發(fā)出了低端的IGBT產(chǎn)品，如常州宏微、嘉興斯達(dá)。南車集團(tuán)就不說(shuō)了。

二、制造:IGBT對(duì)于技術(shù)要求較高，國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒(méi)有從事IGBT生產(chǎn)?？紤]到IP保護(hù)以及技術(shù)因素的限制，外資IDM廠商也沒(méi)有在國(guó)內(nèi)進(jìn)行IGBT晶圓制造和封裝的代工。華虹NEC和成芯的8寸線、華潤(rùn)上華和深圳方正的6寸線均可提供功率器件的代工服務(wù)。

三、封裝:我國(guó)只有少數(shù)企業(yè)從事中小功率IGBT的封裝，而且尚未形成規(guī)?；a(chǎn)，在IGBT芯片的產(chǎn)業(yè)化以及大功率IGBT封裝領(lǐng)域的技術(shù)更是一片空白。

一、BCD工藝已從無(wú)到有，從低壓向高壓發(fā)展，從硅基向SOI基發(fā)展。

二、從封裝起步向芯片設(shè)計(jì)制造發(fā)展，從PT結(jié)構(gòu)向NPT發(fā)展，溝槽工藝正在開(kāi)發(fā)中。