Evoluția MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) este un proces plin de inovații și descoperiri, iar dezvoltarea sa poate fi rezumată în următoarele etape cheie:
I. Concepte și explorări timpurii
Conceptul propus:Invenția MOSFET-ului poate fi urmărită încă din anii 1830, când conceptul de tranzistor cu efect de câmp a fost introdus de germanul Lilienfeld. Totuși, încercările din această perioadă nu au reușit să realizeze un MOSFET practic.
Un studiu preliminar:Ulterior, Bell Labs de la Shaw Teki (Shockley) și alții au încercat și ele să studieze invenția tuburilor cu efect de câmp, dar același lucru nu a reușit. Cu toate acestea, cercetările lor au pus bazele dezvoltării ulterioare a MOSFET.
II. Nașterea și dezvoltarea inițială a MOSFET-urilor
Descoperire cheie:În 1960, Kahng și Atalla au inventat accidental tranzistorul cu efect de câmp MOS (pe scurt tranzistor MOS) în procesul de îmbunătățire a performanței tranzistoarelor bipolare cu dioxid de siliciu (SiO2). Această invenție a marcat intrarea oficială a MOSFET-urilor în industria de fabricare a circuitelor integrate.
Creșterea performanței:Odată cu dezvoltarea tehnologiei proceselor semiconductoare, performanța MOSFET-urilor continuă să se îmbunătățească. De exemplu, tensiunea de funcționare a MOS de putere de înaltă tensiune poate ajunge la 1000V, valoarea rezistenței MOS cu rezistență scăzută este de numai 1 ohm, iar frecvența de funcționare variază de la DC la câțiva megaherți.
III. Aplicarea largă a MOSFET-urilor și inovația tehnologică
Folosit pe scară largă:MOSFET-urile sunt utilizate pe scară largă în diferite dispozitive electronice, cum ar fi microprocesoare, memorii, circuite logice etc., datorită performanței lor excelente. În dispozitivele electronice moderne, MOSFET-urile sunt una dintre componentele indispensabile.
Inovatie tehnologica:Pentru a îndeplini cerințele de frecvențe de operare mai mari și niveluri de putere mai ridicate, IR a dezvoltat primul MOSFET de putere. ulterior, au fost introduse multe tipuri noi de dispozitive de putere, precum IGBT-uri, GTO-uri, IPM-uri etc., și au fost din ce în ce mai utilizate pe scară largă în domenii conexe.
Inovație materială:Odată cu progresul tehnologiei, noi materiale sunt explorate pentru fabricarea MOSFET-urilor; de exemplu, materialele cu carbură de siliciu (SiC) încep să primească atenție și cercetare datorită proprietăților lor fizice superioare. Materialele SiC au o conductivitate termică mai mare și o lățime de bandă interzisă în comparație cu materialele Si convenționale, ceea ce determină proprietățile lor excelente, cum ar fi densitatea mare de curent, mare intensitatea câmpului de defalcare și temperatură ridicată de funcționare.
În al patrulea rând, tehnologia de ultimă oră și direcția de dezvoltare a MOSFET
Tranzistoare cu poartă dublă:Se încearcă diferite tehnici pentru a realiza tranzistoare cu dublă poartă pentru a îmbunătăți și mai mult performanța MOSFET-urilor. Tranzistoarele MOS cu poartă dublă au o contracție mai bună în comparație cu o singură poartă, dar contracția lor este încă limitată.
Efect de șanț scurt:O direcție importantă de dezvoltare pentru MOSFET este rezolvarea problemei efectului de canal scurt. Efectul de canal scurt va limita îmbunătățirea în continuare a performanței dispozitivului, așa că este necesar să se depășească această problemă prin reducerea adâncimii de joncțiune a regiunilor sursă și de scurgere și înlocuirea joncțiunilor PN sursă și dren cu contacte metal-semiconductor.
Pe scurt, evoluția MOSFET-urilor este un proces de la concept la aplicarea practică, de la îmbunătățirea performanței la inovarea tehnologică și de la explorarea materialelor până la dezvoltarea tehnologiei de ultimă oră. Odată cu dezvoltarea continuă a științei și tehnologiei, MOSFET-urile vor continua să joace un rol important în industria electronică în viitor.
Ora postării: 28-sept-2024
