Connaissez-vous l’évolution du MOSFET ?

I. Premiers concepts et explorations

Concept proposé :L'invention du MOSFET remonte aux années 1830, lorsque le concept du transistor à effet de champ a été introduit par l'Allemand Lilienfeld. Cependant, les tentatives menées au cours de cette période n'ont pas abouti à la réalisation d'un MOSFET pratique.

Une étude préliminaire :Par la suite, les Bell Labs de Shaw Teki (Shockley) et d'autres ont également essayé d'étudier l'invention des tubes à effet de champ, mais sans succès. Cependant, leurs recherches ont jeté les bases du développement ultérieur du MOSFET.

II. La naissance et le développement initial des MOSFET

Percée clé :En 1960, Kahng et Atalla ont accidentellement inventé le transistor à effet de champ MOS (transistor MOS en abrégé) dans le but d'améliorer les performances des transistors bipolaires avec du dioxyde de silicium (SiO2). Cette invention a marqué l'entrée formelle des MOSFET dans l'industrie de la fabrication de circuits intégrés.

Amélioration des performances :Avec le développement de la technologie des procédés semi-conducteurs, les performances des MOSFET continuent de s'améliorer. Par exemple, la tension de fonctionnement du MOS de puissance haute tension peut atteindre 1 000 V, la valeur de résistance du MOS à faible résistance à l'état passant n'est que de 1 ohm et la fréquence de fonctionnement varie du courant continu à plusieurs mégahertz.

III. Large application des MOSFET et innovation technologique

Largement utilisé :Les MOSFET sont largement utilisés dans divers appareils électroniques, tels que les microprocesseurs, les mémoires, les circuits logiques, etc., en raison de leurs excellentes performances. Dans les appareils électroniques modernes, les MOSFET sont l'un des composants indispensables.

Innovation technologique :Afin de répondre aux exigences de fréquences de fonctionnement et de niveaux de puissance plus élevés, IR a développé le premier MOSFET de puissance. par la suite, de nombreux nouveaux types de dispositifs de puissance ont été introduits, tels que les IGBT, les GTO, les IPM, etc., et ont été de plus en plus largement utilisés dans des domaines connexes.

Innovation matérielle :Avec les progrès de la technologie, de nouveaux matériaux sont explorés pour la fabrication de MOSFET ; par exemple, les matériaux en carbure de silicium (SiC) commencent à faire l'objet d'attention et de recherches en raison de leurs propriétés physiques supérieures. Les matériaux SiC ont une conductivité thermique plus élevée et une bande passante interdite par rapport aux matériaux Si conventionnels, ce qui détermine leurs excellentes propriétés telles qu'une densité de courant élevée, une bande passante interdite élevée. intensité du champ de claquage et température de fonctionnement élevée.

Quatrièmement, la technologie de pointe et l'orientation du développement du MOSFET

Transistors à double grille :Diverses techniques sont testées pour fabriquer des transistors à double grille afin d'améliorer encore les performances des MOSFET. Les transistors MOS à double grille ont une meilleure rétraction que les transistors à grille unique, mais leur rétraction est encore limitée.

Effet trench court :Une direction de développement importante pour les MOSFET est de résoudre le problème de l’effet canal court. L'effet de canal court limitera l'amélioration supplémentaire des performances du dispositif. Il est donc nécessaire de surmonter ce problème en réduisant la profondeur de jonction des régions de source et de drain et en remplaçant les jonctions PN de source et de drain par des contacts métal-semi-conducteur.