Γνωρίζατε για την εξέλιξη του MOSFET;

I. Πρώιμες έννοιες και εξερευνήσεις

Η ιδέα που προτείνεται:Η εφεύρεση του MOSFET μπορεί να εντοπιστεί μέχρι τη δεκαετία του 1830, όταν η έννοια του τρανζίστορ εφέ πεδίου εισήχθη από τον Γερμανό Lilienfeld. Ωστόσο, οι προσπάθειες κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δεν πέτυχαν στην υλοποίηση ενός πρακτικού MOSFET.

Προκαταρκτική μελέτη:Στη συνέχεια, τα Bell Labs του Shaw Teki (Shockley) και άλλοι προσπάθησαν επίσης να μελετήσουν την εφεύρεση των σωλήνων εφέ πεδίου, αλλά το ίδιο απέτυχε. Ωστόσο, η έρευνά τους έθεσε τα θεμέλια για τη μετέπειτα ανάπτυξη του MOSFET.

II. Η γέννηση και η αρχική ανάπτυξη των MOSFET

Βασική ανακάλυψη:Το 1960, ο Kahng και ο Atalla επινόησαν κατά λάθος το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου MOS (τρανζίστορ MOS για συντομία) στη διαδικασία βελτίωσης της απόδοσης των διπολικών τρανζίστορ με διοξείδιο του πυριτίου (SiO2). Αυτή η εφεύρεση σηματοδότησε την επίσημη είσοδο των MOSFET στη βιομηχανία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

Βελτίωση απόδοσης:Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας διεργασιών ημιαγωγών, η απόδοση των MOSFET συνεχίζει να βελτιώνεται. Για παράδειγμα, η τάση λειτουργίας του MOS υψηλής τάσης μπορεί να φτάσει τα 1000 V, η τιμή αντίστασης του MOS χαμηλής αντίστασης είναι μόνο 1 Ω και η συχνότητα λειτουργίας κυμαίνεται από DC έως αρκετά megahertz.

III. Ευρεία εφαρμογή MOSFET και τεχνολογική καινοτομία

Ευρέως χρησιμοποιούμενο:Τα MOSFET χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως μικροεπεξεργαστές, μνήμες, λογικά κυκλώματα κ.λπ., λόγω της εξαιρετικής τους απόδοσης. Στις σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές, τα MOSFET είναι ένα από τα απαραίτητα εξαρτήματα.

 

Τεχνολογική καινοτομία:Προκειμένου να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις υψηλότερων συχνοτήτων λειτουργίας και υψηλότερων επιπέδων ισχύος, το IR ανέπτυξε το πρώτο MOSFET ισχύος. Στη συνέχεια, έχουν εισαχθεί πολλοί νέοι τύποι συσκευών ισχύος, όπως IGBT, GTO, IPM, κ.λπ., και χρησιμοποιούνται όλο και πιο ευρέως σε συναφείς τομείς.

Καινοτομία υλικού:Με την πρόοδο της τεχνολογίας, διερευνώνται νέα υλικά για την κατασκευή MOSFET. για παράδειγμα, τα υλικά καρβιδίου του πυριτίου (SiC) αρχίζουν να τραβούν την προσοχή και την έρευνα λόγω των ανώτερων φυσικών τους ιδιοτήτων. Τα υλικά SiC έχουν υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα και απαγορευμένο εύρος ζώνης σε σύγκριση με τα συμβατικά υλικά Si, γεγονός που καθορίζει τις εξαιρετικές ιδιότητές τους, όπως υψηλή πυκνότητα ρεύματος, υψηλή Ισχύς πεδίου διάσπασης και υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας.

Τέταρτον, η κατεύθυνση τεχνολογίας και ανάπτυξης αιχμής του MOSFET

Τρανζίστορ διπλής πύλης:Δοκιμάζονται διάφορες τεχνικές για την κατασκευή τρανζίστορ διπλής πύλης για περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης των MOSFET. Τα τρανζίστορ MOS διπλής πύλης έχουν καλύτερη συρρίκνωση σε σύγκριση με την απλή πύλη, αλλά η συρρίκνωσή τους εξακολουθεί να είναι περιορισμένη.

 

Σύντομο εφέ τάφρου:Μια σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης για τα MOSFET είναι η επίλυση του προβλήματος του εφέ μικρού καναλιού. Το εφέ μικρού καναλιού θα περιορίσει την περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης της συσκευής, επομένως είναι απαραίτητο να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα μειώνοντας το βάθος σύνδεσης των περιοχών πηγής και αποστράγγισης και αντικαθιστώντας τις συνδέσεις PN πηγής και αποστράγγισης με επαφές μετάλλου-ημιαγωγού.