GLOSSARY

トレンチMOSFETとは

Trench MOSFET
最終更新:2026-08-03パワー半導体

トレンチMOSFETとは?

トレンチMOSFETとは、垂直に掘った溝(トレンチ)の内壁にゲートを形成し、チャネルを縦方向に立てたパワーMOSFETです。プレーナ型で問題になるJFET抵抗がなくなり、セル密度も上がるためオン抵抗を大幅に下げられ、低耐圧パワーMOSFETの主流となりました。課題はゲート・ドレイン間容量の増加で、シールドゲート構造などで対策します。

定義・解説

トレンチMOSFETとは、ゲートを基板表面に平らに置くのではなく、垂直に掘った溝(トレンチ)の内壁に形成したパワーMOSFETです。チャネルが基板に対して縦方向に立つため、同じ面積により多くのセルを詰め込めます。

従来のプレーナ型では、隣り合うボディ領域に挟まれた狭い経路を電流が通るため、そこで抵抗が増える「JFET抵抗」が発生していました。トレンチ構造ではこの経路がなくなり、チャネル密度の向上と合わせてオン抵抗を大幅に下げられます。低耐圧のパワーMOSFETでトレンチ型が主流になったのはこのためです。

課題はゲート・ドレイン間容量(Cgd、帰還容量)が増えやすいことです。トレンチ底部がドレイン側と向き合うため容量が付き、スイッチング速度とゲート駆動損失に効きます。対策として、トレンチ底部を厚い酸化膜にする構造や、ゲートの下にシールド電極を置くシールドゲート構造が使われます。

SiCでもトレンチ構造は採用されていますが、SiCは絶縁破壊電界が高いぶんトレンチ底部のゲート酸化膜に強い電界がかかり、長期信頼性の確保が難しくなります。そのため底部の電界を緩和する保護領域を設けるなど、Si以上に構造の作り込みが要求されます。

よくある質問(FAQ)

トレンチ型とプレーナ型の違いは何ですか?
プレーナ型はゲートを基板表面に平らに置くのに対し、トレンチ型は垂直に掘った溝の内壁にゲートを形成しチャネルを縦に立てます。トレンチ型ではプレーナ型で生じるJFET抵抗がなくなり、セル密度も上げられるため、オン抵抗を大幅に下げられます。
トレンチMOSFETの弱点は何ですか?
ゲート・ドレイン間容量(帰還容量Cgd)が増えやすいことです。トレンチ底部がドレイン側と向き合うため容量が付き、スイッチング速度とゲート駆動損失に影響します。トレンチ底部の酸化膜を厚くする構造や、ゲート下にシールド電極を置くシールドゲート構造で対策します。
SiCでもトレンチ構造は使われますか?
使われますが難度が上がります。SiCは絶縁破壊電界が高いぶんトレンチ底部のゲート酸化膜に強い電界がかかり、長期信頼性の確保が難しくなるためです。底部に電界を緩和する保護領域を設けるなど、Si以上に構造の作り込みが要求されます。

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