Conoscevi l'evoluzione del MOSFET?

I. Primi concetti ed esplorazioni

Concetto proposto:L'invenzione del MOSFET può essere fatta risalire al 1830, quando il concetto di transistor ad effetto di campo fu introdotto dal tedesco Lilienfeld. Tuttavia, i tentativi durante questo periodo non sono riusciti a realizzare un MOSFET pratico.

Uno studio preliminare:Successivamente, anche i Bell Labs della Shaw Teki (Shockley) ed altri hanno tentato di studiare l'invenzione dei tubi ad effetto di campo, ma gli stessi non vi sono riusciti. Tuttavia, la loro ricerca ha gettato le basi per il successivo sviluppo del MOSFET.

II. La nascita e lo sviluppo iniziale dei MOSFET

Scoperta chiave:Nel 1960, Kahng e Atalla inventarono accidentalmente il transistor ad effetto di campo MOS (transistor MOS in breve) nel processo di miglioramento delle prestazioni dei transistor bipolari con biossido di silicio (SiO2). Questa invenzione ha segnato l'ingresso formale dei MOSFET nel settore della produzione di circuiti integrati.

Miglioramento delle prestazioni:Con lo sviluppo della tecnologia di processo dei semiconduttori, le prestazioni dei MOSFET continuano a migliorare. Ad esempio, la tensione operativa del MOS di potenza ad alta tensione può raggiungere 1000 V, il valore di resistenza del MOS a bassa resistenza è solo 1 ohm e la frequenza operativa varia da CC a diversi megahertz.

III. Ampia applicazione dei MOSFET e innovazione tecnologica

Ampiamente usato:I MOSFET sono ampiamente utilizzati in vari dispositivi elettronici, come microprocessori, memorie, circuiti logici, ecc., grazie alle loro eccellenti prestazioni. Nei moderni dispositivi elettronici, i MOSFET sono uno dei componenti indispensabili.

Innovazione tecnologica:Per soddisfare i requisiti di frequenze operative più elevate e livelli di potenza più elevati, IR ha sviluppato il primo MOSFET di potenza. successivamente sono stati introdotti molti nuovi tipi di dispositivi di potenza, come IGBT, GTO, IPM, ecc., e sono stati sempre più ampiamente utilizzati in campi correlati.

Innovazione dei materiali:Con il progresso della tecnologia, vengono esplorati nuovi materiali per la fabbricazione di MOSFET; ad esempio, i materiali in carburo di silicio (SiC) stanno iniziando a ricevere attenzione e ricerca grazie alle loro proprietà fisiche superiori. I materiali SiC hanno una conduttività termica più elevata e una larghezza di banda proibita rispetto ai materiali Si convenzionali, che determina le loro eccellenti proprietà come alta densità di corrente, alta intensità del campo di decomposizione e temperatura operativa elevata.

In quarto luogo, la tecnologia all'avanguardia e la direzione dello sviluppo di MOSFET

Transistor a doppia porta:Si stanno provando varie tecniche per realizzare transistor a doppia porta per migliorare ulteriormente le prestazioni dei MOSFET. I transistor MOS a doppia porta hanno una migliore restringibilità rispetto a quelli a porta singola, ma la loro restringibilità è ancora limitata.

Effetto trench corto:Un'importante direzione di sviluppo dei MOSFET è risolvere il problema dell'effetto canale corto. L'effetto del canale corto limiterà l'ulteriore miglioramento delle prestazioni del dispositivo, quindi è necessario superare questo problema riducendo la profondità di giunzione delle regioni di source e drain e sostituendo le giunzioni PN di source e drain con contatti metallo-semiconduttori.