L'evolució del MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) és un procés ple d'innovacions i avenços, i el seu desenvolupament es pot resumir en les següents etapes clau:
I. Conceptes i exploracions primerenques
Concepte proposat:La invenció del MOSFET es remunta a la dècada de 1830, quan el concepte de transistor d'efecte de camp va ser introduït per l'alemany Lilienfeld. No obstant això, els intents durant aquest període no van aconseguir realitzar un MOSFET pràctic.
Un estudi preliminar:Posteriorment, els Bell Labs de la Shaw Teki (Shockley) i altres també han intentat estudiar la invenció dels tubs d'efecte de camp, però el mateix no ho va aconseguir. Tanmateix, la seva investigació va establir les bases per al desenvolupament posterior de MOSFET.
II. El naixement i el desenvolupament inicial dels MOSFET
Avenç clau:El 1960, Kahng i Atalla van inventar accidentalment el transistor d'efecte de camp MOS (abreviament transistor MOS) en el procés de millorar el rendiment dels transistors bipolars amb diòxid de silici (SiO2). Aquest invent va marcar l'entrada formal dels MOSFET a la indústria de fabricació de circuits integrats.
Millora del rendiment:Amb el desenvolupament de la tecnologia de processos de semiconductors, el rendiment dels MOSFET continua millorant. Per exemple, la tensió de funcionament del MOS de potència d'alta tensió pot arribar als 1000 V, el valor de resistència del MOS de baixa resistència només és d'1 ohm i la freqüència de funcionament oscil·la entre DC i diversos megahertz.
III. Àmplia aplicació de MOSFET i innovació tecnològica
Àmpliament utilitzat:Els MOSFET s'utilitzen àmpliament en diversos dispositius electrònics, com ara microprocessadors, memòries, circuits lògics, etc., pel seu excel·lent rendiment. En els dispositius electrònics moderns, els MOSFET són un dels components indispensables.
Innovació tecnològica:Per tal de satisfer els requisits de freqüències de funcionament més altes i nivells de potència més alts, IR va desenvolupar el primer MOSFET de potència. posteriorment, s'han introduït molts nous tipus de dispositius d'alimentació, com ara IGBT, GTO, IPM, etc., i s'han utilitzat cada cop més àmpliament en camps relacionats.
Innovació material:Amb l'avenç de la tecnologia, s'estan explorant nous materials per a la fabricació de MOSFET; per exemple, els materials de carbur de silici (SiC) comencen a rebre atenció i investigació a causa de les seves propietats físiques superiors. Els materials de SiC tenen una conductivitat tèrmica més alta i una amplada de banda prohibida en comparació amb els materials de Si convencionals, la qual cosa determina les seves excel·lents propietats, com ara una alta densitat de corrent, una alta intensitat de camp de descomposició i alta temperatura de funcionament.
En quart lloc, la direcció de desenvolupament i tecnologia d'avantguarda de MOSFET
Transistors de doble porta:S'estan provant diverses tècniques per fabricar transistors de doble porta per millorar encara més el rendiment dels MOSFET. Els transistors MOS de doble porta tenen una millor contracció en comparació amb una porta única, però la seva capacitat de contracció encara és limitada.
Efecte trinxera curta:Una direcció de desenvolupament important per als MOSFET és resoldre el problema de l'efecte de canal curt. L'efecte de canal curt limitarà la millora addicional del rendiment del dispositiu, per la qual cosa és necessari superar aquest problema reduint la profunditat de la unió de les regions d'origen i drenatge i substituint les unions PN de font i drenatge per contactes metàl·lics-semiconductors.
En resum, l'evolució dels MOSFET és un procés des del concepte fins a l'aplicació pràctica, des de la millora del rendiment fins a la innovació tecnològica i des de l'exploració de materials fins al desenvolupament de tecnologia d'avantguarda. Amb el desenvolupament continu de la ciència i la tecnologia, els MOSFET continuaran tenint un paper important en la indústria electrònica en el futur.
Hora de publicació: 28-set-2024
