Você sabia sobre a evolução do MOSFET?

I. Primeiros conceitos e explorações

Conceito proposto:A invenção do MOSFET remonta à década de 1830, quando o conceito do transistor de efeito de campo foi introduzido pelo alemão Lilienfeld. No entanto, as tentativas durante este período não tiveram sucesso na realização de um MOSFET prático.

Um estudo preliminar:Posteriormente, os Bell Labs de Shaw Teki (Shockley) e outros também tentaram estudar a invenção de tubos de efeito de campo, mas o mesmo não obteve sucesso. No entanto, a sua investigação lançou as bases para o desenvolvimento posterior do MOSFET.

II. O nascimento e desenvolvimento inicial dos MOSFETs

Avanço chave:Em 1960, Kang e Atalla inventaram acidentalmente o transistor de efeito de campo MOS (abreviadamente transistor MOS) no processo de melhorar o desempenho de transistores bipolares com dióxido de silício (SiO2). Esta invenção marcou a entrada formal dos MOSFETs na indústria de fabricação de circuitos integrados.

Melhoria de desempenho:Com o desenvolvimento da tecnologia de processo de semicondutores, o desempenho dos MOSFETs continua a melhorar. Por exemplo, a tensão operacional do MOS de alta tensão pode atingir 1000 V, o valor da resistência do MOS de baixa resistência é de apenas 1 ohm e a frequência operacional varia de DC a vários megahertz.

III. Ampla aplicação de MOSFETs e inovação tecnológica

Amplamente utilizado:Os MOSFETs são amplamente utilizados em diversos dispositivos eletrônicos, como microprocessadores, memórias, circuitos lógicos, etc., devido ao seu excelente desempenho. Nos dispositivos eletrônicos modernos, os MOSFETs são um dos componentes indispensáveis.

Inovação tecnológica:Para atender aos requisitos de frequências operacionais mais altas e níveis de potência mais elevados, a IR desenvolveu o primeiro MOSFET de potência. posteriormente, muitos novos tipos de dispositivos de energia foram introduzidos, como IGBTs, GTOs, IPMs, etc., e têm sido cada vez mais utilizados em campos relacionados.

Inovação material:Com o avanço da tecnologia, novos materiais estão sendo explorados para a fabricação de MOSFETs; por exemplo, materiais de carboneto de silício (SiC) estão começando a receber atenção e pesquisas devido às suas propriedades físicas superiores. Os materiais de SiC têm maior condutividade térmica e largura de banda proibida em comparação com materiais de Si convencionais, o que determina suas excelentes propriedades, como alta densidade de corrente, alta força de campo de ruptura e alta temperatura operacional.

Em quarto lugar, a tecnologia de ponta e a direção de desenvolvimento do MOSFET

Transistores de porta dupla:Várias técnicas estão sendo testadas para fabricar transistores de porta dupla para melhorar ainda mais o desempenho dos MOSFETs. Os transistores MOS de porta dupla têm melhor capacidade de contração em comparação com a porta única, mas sua capacidade de contração ainda é limitada.

Efeito de trincheira curta:Uma importante direção de desenvolvimento dos MOSFETs é resolver o problema do efeito de canal curto. O efeito de canal curto limitará a melhoria adicional do desempenho do dispositivo, por isso é necessário superar este problema reduzindo a profundidade da junção das regiões de fonte e dreno e substituindo as junções PN de fonte e dreno por contatos metal-semicondutores.