¿Conocías la evolución de MOSFET?

I. Primeros conceptos y exploraciones

Concepto propuesto:La invención del MOSFET se remonta a la década de 1830, cuando el alemán Lilienfeld introdujo el concepto de transistor de efecto de campo. Sin embargo, los intentos durante este período no lograron realizar un MOSFET práctico.

Un estudio preliminar:Posteriormente, los laboratorios Bell de Shaw Teki (Shockley) y otros también intentaron estudiar la invención de los tubos de efecto de campo, pero no tuvieron éxito. Sin embargo, su investigación sentó las bases para el desarrollo posterior de MOSFET.

II. El nacimiento y desarrollo inicial de los MOSFET

Avance clave:En 1960, Kahng y Atalla inventaron accidentalmente el transistor de efecto de campo MOS (transistor MOS para abreviar) en el proceso de mejorar el rendimiento de los transistores bipolares con dióxido de silicio (SiO2). Esta invención marcó la entrada formal de los MOSFET en la industria de fabricación de circuitos integrados.

Mejora del rendimiento:Con el desarrollo de la tecnología de procesos de semiconductores, el rendimiento de los MOSFET sigue mejorando. Por ejemplo, el voltaje de funcionamiento del MOS de potencia de alto voltaje puede alcanzar los 1000 V, el valor de resistencia del MOS de baja resistencia es de solo 1 ohmio y la frecuencia de funcionamiento varía desde CC hasta varios megahercios.

III. Amplia aplicación de MOSFET e innovación tecnológica

Ampliamente utilizado:Los MOSFET se utilizan ampliamente en diversos dispositivos electrónicos, como microprocesadores, memorias, circuitos lógicos, etc., debido a su excelente rendimiento. En los dispositivos electrónicos modernos, los MOSFET son uno de los componentes indispensables.

 

Innovación tecnológica:Para cumplir con los requisitos de frecuencias operativas más altas y niveles de potencia más altos, IR desarrolló el primer MOSFET de potencia. Posteriormente, se han introducido muchos tipos nuevos de dispositivos de energía, como IGBT, GTO, IPM, etc., y se han utilizado cada vez más en campos relacionados.

Innovación de materiales:Con el avance de la tecnología, se están explorando nuevos materiales para la fabricación de MOSFET; por ejemplo, los materiales de carburo de silicio (SiC) están comenzando a recibir atención e investigación debido a sus propiedades físicas superiores. Los materiales de SiC tienen una mayor conductividad térmica y un ancho de banda prohibido en comparación con los materiales de Si convencionales, lo que determina sus excelentes propiedades, como alta densidad de corriente, alta intensidad del campo de ruptura y alta temperatura de funcionamiento.

Cuarto, la tecnología de vanguardia y la dirección de desarrollo de MOSFET.

Transistores de doble puerta:Se están probando varias técnicas para fabricar transistores de doble puerta para mejorar aún más el rendimiento de los MOSFET. Los transistores MOS de doble puerta tienen una mejor capacidad de contracción en comparación con los de puerta única, pero su capacidad de contracción aún es limitada.

 

Efecto trinchera corta:Una dirección de desarrollo importante para los MOSFET es resolver el problema del efecto de canal corto. El efecto de canal corto limitará la mejora adicional del rendimiento del dispositivo, por lo que es necesario superar este problema reduciendo la profundidad de la unión de las regiones de fuente y drenaje, y reemplazando las uniones PN de fuente y drenaje con contactos de metal-semiconductor.