Utvecklingen av MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) är en process full av innovationer och genombrott, och dess utveckling kan sammanfattas i följande nyckelstadier:
I. Tidiga koncept och utforskningar
Föreslaget koncept:Uppfinningen av MOSFET kan spåras så långt tillbaka som till 1830-talet, då konceptet med fälteffekttransistorn introducerades av tyskan Lilienfeld. Försök under denna period lyckades dock inte förverkliga en praktisk MOSFET.
En förstudie:Därefter har Bell Labs från Shaw Teki (Shockley) och andra också försökt studera uppfinningen av fälteffektrör, men detsamma misslyckades. Deras forskning lade dock grunden för den senare utvecklingen av MOSFET.
II. Födelse och initial utveckling av MOSFETs
Nyckelgenombrott:År 1960 uppfann Kahng och Atalla av misstag MOS-fälteffekttransistorn (förkortat MOS-transistor) i processen att förbättra prestandan hos bipolära transistorer med kiseldioxid (SiO2). Denna uppfinning markerade det formella inträdet för MOSFET:er i tillverkningsindustrin för integrerade kretsar.
Prestandaförbättring:Med utvecklingen av halvledarprocessteknologi fortsätter MOSFET:s prestanda att förbättras. Till exempel kan driftspänningen för högspänningskraft MOS nå 1000V, resistansvärdet för MOS med lågt motstånd är endast 1 ohm, och driftsfrekvensen sträcker sig från DC till flera megahertz.
III. Bred tillämpning av MOSFET och teknisk innovation
Mycket använd:MOSFETs används ofta i olika elektroniska enheter, såsom mikroprocessorer, minnen, logiska kretsar, etc., på grund av deras utmärkta prestanda. I moderna elektroniska enheter är MOSFETs en av de oumbärliga komponenterna.
Teknisk innovation:För att möta kraven på högre driftfrekvenser och högre effektnivåer utvecklade IR den första effekt-MOSFET. därefter har många nya typer av kraftenheter introducerats, såsom IGBT, GTO, IPM, etc., och har använts mer och mer i relaterade områden.
Materialinnovation:Med teknikens framsteg utforskas nya material för tillverkning av MOSFETs; till exempel börjar kiselkarbidmaterial (SiC) få uppmärksamhet och forskning på grund av sina överlägsna fysikaliska egenskaper.SiC-material har högre värmeledningsförmåga och förbjuden bandbredd jämfört med konventionella Si-material, vilket bestämmer deras utmärkta egenskaper såsom hög strömtäthet, hög nedbrytningsfältstyrka och hög driftstemperatur.
För det fjärde, MOSFETs banbrytande teknik och utvecklingsriktning
Dual Gate-transistorer:Olika tekniker prövas för att göra transistorer med dubbla grindar för att ytterligare förbättra prestandan hos MOSFET:er. Dual gate MOS-transistorer har bättre krympbarhet jämfört med single gate, men deras krympbarhet är fortfarande begränsad.
Kort gräveffekt:En viktig utvecklingsriktning för MOSFETs är att lösa problemet med kortkanaleffekten. Den korta kanaleffekten kommer att begränsa den ytterligare förbättringen av enhetens prestanda, så det är nödvändigt att övervinna detta problem genom att minska korsningsdjupet för käll- och dräneringsområdena och ersätta käll- och dränerings-PN-övergångarna med metall-halvledarkontakter.
Sammanfattningsvis är utvecklingen av MOSFETs en process från idé till praktisk tillämpning, från prestandaförbättring till teknisk innovation och från materialutforskning till utveckling av banbrytande teknologi. Med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik kommer MOSFET:er att fortsätta spela en viktig roll i elektronikindustrin i framtiden.
Posttid: 2024-09-28
