Utviklingen av MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) er en prosess full av innovasjoner og gjennombrudd, og utviklingen kan oppsummeres i følgende nøkkeltrinn:
I. Tidlige konsepter og utforskninger
Foreslått konsept:Oppfinnelsen av MOSFET kan spores tilbake så langt som til 1830-tallet, da konseptet med felteffekttransistoren ble introdusert av tyske Lilienfeld. Forsøk i denne perioden lyktes imidlertid ikke med å realisere en praktisk MOSFET.
En forundersøkelse:Deretter har Bell Labs til Shaw Teki (Shockley) og andre også prøvd å studere oppfinnelsen av felteffektrør, men det samme lyktes ikke. Forskningen deres la imidlertid grunnlaget for den senere utviklingen av MOSFET.
II. Fødselen og den første utviklingen av MOSFET-er
Nøkkelgjennombrudd:I 1960 oppfant Kahng og Atalla ved et uhell MOS-felteffekttransistoren (MOS-transistor for kort) i prosessen med å forbedre ytelsen til bipolare transistorer med silisiumdioksid (SiO2). Denne oppfinnelsen markerte den formelle inngangen til MOSFET-er i produksjonsindustrien for integrerte kretser.
Ytelsesforbedring:Med utviklingen av halvlederprosessteknologi, fortsetter ytelsen til MOSFET-er å forbedres. For eksempel kan driftsspenningen til høyspentkraft MOS nå 1000V, motstandsverdien til lav-motstand MOS er bare 1 ohm, og driftsfrekvensen varierer fra DC til flere megahertz.
III. Bred anvendelse av MOSFET-er og teknologisk innovasjon
Mye brukt:MOSFET-er er mye brukt i forskjellige elektroniske enheter, for eksempel mikroprosessorer, minner, logiske kretser, etc., på grunn av deres utmerkede ytelse. I moderne elektroniske enheter er MOSFET-er en av de uunnværlige komponentene.
Teknologisk innovasjon:For å møte kravene til høyere driftsfrekvenser og høyere effektnivåer, utviklet IR den første power MOSFET. senere har mange nye typer kraftenheter blitt introdusert, slik som IGBT-er, GTO-er, IPM-er, etc., og har blitt mer og mer utbredt i relaterte felt.
Materialinnovasjon:Med utviklingen av teknologien utforskes nye materialer for fabrikasjon av MOSFET-er; for eksempel begynner silisiumkarbidmaterialer (SiC) å få oppmerksomhet og forskning på grunn av deres overlegne fysiske egenskaper.SiC-materialer har høyere termisk ledningsevne og forbudt båndbredde sammenlignet med konvensjonelle Si-materialer, noe som bestemmer deres utmerkede egenskaper som høy strømtetthet, høy nedbrytningsfeltstyrke og høy driftstemperatur.
For det fjerde, MOSFETs banebrytende teknologi og utviklingsretning
Dual Gate Transistorer:Ulike teknikker blir prøvd for å lage dual gate transistorer for å forbedre ytelsen til MOSFET-er ytterligere. Dual gate MOS-transistorer har bedre krympbarhet sammenlignet med single gate, men deres krympbarhet er fortsatt begrenset.
Kort grøfteeffekt:En viktig utviklingsretning for MOSFET-er er å løse problemet med kortkanaleffekten. Den korte kanaleffekten vil begrense den ytterligere forbedringen av enhetens ytelse, så det er nødvendig å overvinne dette problemet ved å redusere kryssdybden til kilde- og avløpsområdene, og erstatte kilde- og avløps-PN-krysset med metall-halvlederkontakter.
Oppsummert er utviklingen av MOSFET-er en prosess fra konsept til praktisk anvendelse, fra ytelsesforbedring til teknologisk innovasjon, og fra materialutforskning til utvikling av banebrytende teknologi. Med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi, vil MOSFET-er fortsette å spille en viktig rolle i elektronikkindustrien i fremtiden.
Innleggstid: 28. september 2024
