溝槽式 MOSFET 是指不把閘極平放在基板表面,而是形成於垂直挖出的溝槽(trench)內壁的功率 MOSFET。由於通道相對於基板沿垂直方向立起,在相同面積內能塞入更多單元。
在傳統的平面型中,電流會通過相鄰本體區之間的狹窄路徑,在該處產生電阻增加的「JFET 電阻」。溝槽結構消除了這條路徑,再加上通道密度提高,能大幅降低導通電阻。這就是溝槽型成為低耐壓功率 MOSFET 主流的原因。
課題是閘極-汲極間電容(Cgd,回授電容)容易增加。溝槽底部與汲極側相對而產生電容,影響切換速度與閘極驅動損耗。對策包括將溝槽底部做成厚氧化層的結構,以及在閘極下方設置遮蔽電極的遮蔽閘極(shielded gate)結構。
SiC 也採用溝槽結構,但由於 SiC 的崩潰電場較高,溝槽底部的閘極氧化層會承受強電場,使長期可靠度的確保更加困難。因此需要設置緩和底部電場的保護區等,在結構上比 Si 要求更精細的設計。