MOSFET'in evrimini biliyor muydunuz?

I. İlk kavramlar ve keşifler

Önerilen konsept:MOSFET'in icadı, alan etkili transistör kavramının Alman Lilienfeld tarafından tanıtıldığı 1830'lara kadar uzanabilir. Ancak bu dönemdeki girişimler pratik bir MOSFET'in gerçekleştirilmesinde başarılı olamadı.

Bir ön çalışma:Daha sonra Shaw Teki'nin (Shockley) Bell Laboratuvarları ve diğerleri de alan etkili tüplerin icadı üzerinde çalışmaya çalıştılar, ancak aynı şey başarılı olamadı. Ancak onların araştırmaları MOSFET'in daha sonraki gelişimi için temel oluşturdu.

II. MOSFET'lerin doğuşu ve ilk gelişimi

Anahtar Atılım:1960 yılında Kahng ve Atalla, bipolar transistörlerin silikon dioksit (SiO2) ile performansını iyileştirme sürecinde yanlışlıkla MOS alan etkili transistörü (kısaca MOS transistörü) icat etti. Bu buluş, MOSFET'lerin entegre devre imalat endüstrisine resmi girişini işaret ediyordu.

Performans Geliştirme:Yarı iletken proses teknolojisinin gelişmesiyle MOSFET'lerin performansı artmaya devam ediyor. Örneğin, yüksek voltajlı güç MOS'un çalışma voltajı 1000V'a ulaşabilir, düşük direnç MOS'un direnç değeri yalnızca 1 ohm'dur ve çalışma frekansı DC'den birkaç megahertz'e kadar değişir.

III. MOSFET'lerin geniş uygulama alanı ve teknolojik yenilik

Yaygın olarak kullanılır:MOSFET'ler mükemmel performanslarından dolayı mikroişlemciler, hafızalar, mantık devreleri vb. gibi çeşitli elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Modern elektronik cihazlarda MOSFET'ler vazgeçilmez bileşenlerden biridir.

 

Teknolojik yenilik:Daha yüksek çalışma frekansları ve daha yüksek güç seviyelerinin gereksinimlerini karşılamak için IR, ilk güç MOSFET'ini geliştirdi. Daha sonra IGBT'ler, GTO'lar, IPM'ler vb. gibi birçok yeni tip güç cihazı tanıtıldı ve ilgili alanlarda giderek daha yaygın olarak kullanıldı.

Malzeme yeniliği:Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte MOSFET'lerin üretimi için yeni malzemeler araştırılıyor; örneğin silisyum karbür (SiC) malzemeler, üstün fiziksel özelliklerinden dolayı ilgi ve araştırma görmeye başlıyor. SiC malzemeleri, geleneksel Si malzemelerine kıyasla daha yüksek termal iletkenliğe ve yasak bant genişliğine sahiptir, bu da onların yüksek akım yoğunluğu, yüksek sıcaklık gibi mükemmel özelliklerini belirler. arıza alanı gücü ve yüksek çalışma sıcaklığı.

Dördüncüsü, MOSFET'in ileri teknolojisi ve geliştirme yönü

Çift Kapılı Transistörler:MOSFET'lerin performansını daha da artırmak için çift kapılı transistörler yapmak için çeşitli teknikler deneniyor. Çift kapılı MOS transistörler, tek kapılıya kıyasla daha iyi büzülmeye sahiptir, ancak büzülebilmeleri hala sınırlıdır.

 

Kısa hendek etkisi:MOSFET'lerin önemli bir gelişme yönü kısa kanal etkisi sorununu çözmektir. Kısa kanal etkisi cihaz performansının daha da iyileştirilmesini sınırlayacaktır, bu nedenle kaynak ve drenaj bölgelerinin bağlantı derinliğini azaltarak ve kaynak ve drenaj PN bağlantılarını metal-yarı iletken kontaklarla değiştirerek bu sorunun üstesinden gelmek gerekir.