Evolucija MOSFET-a (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Tranzistor) proces je pun inovacija i otkrića, a njegov se razvoj može sažeti u sljedeće ključne faze:
I. Rani pojmovi i istraživanja
Predloženi koncept:Izum MOSFET-a može se pratiti sve do 1830-ih, kada je Nijemac Lilienfeld predstavio koncept tranzistora s efektom polja. Međutim, pokušaji tijekom ovog razdoblja nisu uspjeli u realizaciji praktičnog MOSFET-a.
Preliminarna studija:Nakon toga, Bell Labs iz Shaw Tekija (Shockley) i drugi također su pokušali proučavati izum cijevi s efektom polja, ali isto nije uspjelo. Međutim, njihovo istraživanje je postavilo temelje za kasniji razvoj MOSFET-a.
II. Rođenje i početni razvoj MOSFET-a
Ključni napredak:Godine 1960. Kahng i Atalla slučajno su izumili MOS tranzistor s efektom polja (skraćeno MOS tranzistor) u procesu poboljšanja performansi bipolarnih tranzistora sa silicijevim dioksidom (SiO2). Ovaj izum označio je službeni ulazak MOSFET-a u industriju proizvodnje integriranih sklopova.
Poboljšanje performansi:S razvojem tehnologije poluvodičkih procesa, performanse MOSFET-a nastavljaju se poboljšavati. Na primjer, radni napon visokonaponskog MOS-a može doseći 1000 V, vrijednost otpora niskog otpora MOS-a je samo 1 ohm, a radna frekvencija se kreće od DC do nekoliko megaherca.
III. Široka primjena MOSFET-a i tehnološke inovacije
Naširoko korišten:MOSFET-ovi se široko koriste u raznim elektroničkim uređajima, kao što su mikroprocesori, memorije, logički sklopovi itd., zbog svojih izvrsnih performansi. U modernim elektroničkim uređajima MOSFET-i su jedna od neizostavnih komponenti.
Tehnološke inovacije:Kako bi se zadovoljili zahtjevi viših radnih frekvencija i viših razina snage, IR je razvio prvi MOSFET snage. naknadno, uvedene su mnoge nove vrste energetskih uređaja, kao što su IGBT, GTO, IPM, itd., i sve su više korištene u srodnim područjima.
Inovacija materijala:S napretkom tehnologije, istražuju se novi materijali za izradu MOSFET-a; na primjer, materijali od silicijevog karbida (SiC) počinju privlačiti pažnju i istraživanja zbog svojih vrhunskih fizičkih svojstava. Silicijski materijali imaju veću toplinsku vodljivost i zabranjenu širinu pojasa u usporedbi s konvencionalnim Si materijalima, što određuje njihova izvrsna svojstva kao što su velika gustoća struje, visoka jakost slomnog polja i visoka radna temperatura.
Četvrto, MOSFET-ova vrhunska tehnologija i smjer razvoja
Tranzistori s dva vrata:Različite tehnike se pokušavaju napraviti tranzistore s dva vrata kako bi se dodatno poboljšale performanse MOSFET-a. MOS tranzistori s dva vrata imaju bolju sposobnost skupljanja u usporedbi s tranzistorima s jednim vratima, ali je njihova sposobnost skupljanja još uvijek ograničena.
Efekt kratkog rova:Važan smjer razvoja MOSFET-a je rješavanje problema efekta kratkog kanala. Učinak kratkog kanala ograničit će daljnje poboljšanje performansi uređaja, pa je potrebno prevladati ovaj problem smanjenjem dubine spoja područja sorsa i odvoda, te zamjenom PN spojeva sorsa i odvoda s kontaktima metal-poluvodič.
Ukratko, evolucija MOSFET-a je proces od koncepta do praktične primjene, od poboljšanja performansi do tehnološke inovacije i od istraživanja materijala do razvoja vrhunske tehnologije. Uz kontinuirani razvoj znanosti i tehnologije, MOSFET-ovi će iu budućnosti igrati važnu ulogu u elektroničkoj industriji.
Vrijeme objave: 28. rujna 2024
