Tahukah anda tentang evolusi MOSFET?

I. Konsep dan penerokaan awal

Konsep yang dicadangkan:Penciptaan MOSFET boleh dikesan sejak tahun 1830-an, apabila konsep transistor kesan medan diperkenalkan oleh Lilienfeld Jerman. Walau bagaimanapun, percubaan dalam tempoh ini tidak berjaya merealisasikan MOSFET yang praktikal.

Kajian awal:Selepas itu, Bell Labs of the Shaw Teki (Shockley) dan lain-lain juga telah mencuba untuk mengkaji ciptaan tiub kesan medan, tetapi perkara yang sama gagal berjaya. Walau bagaimanapun, penyelidikan mereka meletakkan asas untuk pembangunan MOSFET kemudian.

II. Kelahiran dan perkembangan awal MOSFET

Kejayaan Utama:Pada tahun 1960, Kahng dan Atalla secara tidak sengaja mencipta transistor kesan medan MOS (transistor MOS ringkasnya) dalam proses meningkatkan prestasi transistor bipolar dengan silikon dioksida (SiO2). Ciptaan ini menandakan kemasukan rasmi MOSFET ke dalam industri pembuatan litar bersepadu.

Peningkatan Prestasi:Dengan pembangunan teknologi proses semikonduktor, prestasi MOSFET terus bertambah baik. Sebagai contoh, voltan operasi MOS kuasa voltan tinggi boleh mencapai 1000V, nilai rintangan MOS pada rintangan rendah hanya 1 ohm, dan julat frekuensi operasi dari DC hingga beberapa megahertz.

III. Aplikasi luas MOSFET dan inovasi teknologi

Digunakan secara meluas:MOSFET digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti elektronik, seperti mikropemproses, ingatan, litar logik, dsb., kerana prestasinya yang cemerlang. Dalam peranti elektronik moden, MOSFET adalah salah satu komponen yang sangat diperlukan.

Inovasi teknologi:Untuk memenuhi keperluan frekuensi operasi yang lebih tinggi dan tahap kuasa yang lebih tinggi, IR membangunkan MOSFET kuasa pertama. seterusnya, banyak jenis peranti kuasa baharu telah diperkenalkan, seperti IGBT, GTO, IPM, dll., dan telah digunakan secara meluas dalam bidang berkaitan.

Inovasi bahan:Dengan kemajuan teknologi, bahan baharu sedang diterokai untuk pembuatan MOSFET; contohnya, bahan silikon karbida (SiC) mula mendapat perhatian dan penyelidikan kerana sifat fizikalnya yang unggul.Bahan SiC mempunyai kekonduksian haba yang lebih tinggi dan jalur lebar terlarang berbanding dengan bahan Si konvensional, yang menentukan sifat cemerlangnya seperti ketumpatan arus tinggi, tinggi kekuatan medan pecahan, dan suhu operasi yang tinggi.

Keempat, teknologi canggih dan hala tuju pembangunan MOSFET

Transistor Pintu Dwi:Pelbagai teknik sedang dicuba untuk membuat transistor dwi get untuk meningkatkan lagi prestasi MOSFET. Transistor MOS dwi gerbang mempunyai kebolehkecutan yang lebih baik berbanding dengan pintu tunggal, tetapi kebolehkecutan mereka masih terhad.

Kesan parit pendek:Arah pembangunan penting untuk MOSFET adalah untuk menyelesaikan masalah kesan saluran pendek. Kesan saluran pendek akan mengehadkan peningkatan selanjutnya prestasi peranti, jadi adalah perlu untuk mengatasi masalah ini dengan mengurangkan kedalaman persimpangan sumber dan kawasan parit, dan menggantikan persimpangan PN sumber dan longkang dengan sesentuh semikonduktor logam.