MOSFET-ի (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) էվոլյուցիան նորարարություններով և բեկումներով լի գործընթաց է, և դրա զարգացումը կարելի է ամփոփել հետևյալ հիմնական փուլերում.
I. Վաղ հասկացություններ և հետախուզումներ
Առաջարկվող հայեցակարգ.MOSFET-ի գյուտը կարելի է գտնել դեռևս 1830-ական թվականներին, երբ դաշտային էֆեկտի տրանզիստորի գաղափարը ներկայացվեց գերմանացի Լիլիենֆելդի կողմից: Այնուամենայնիվ, այս ընթացքում փորձերը չհաջողվեցին իրականացնել MOSFET-ի պրակտիկ տարբերակը:
Նախնական ուսումնասիրություն.Հետագայում Շոու Թեքիի (Շոկլի) Bell Labs-ը և մյուսները նույնպես փորձել են ուսումնասիրել դաշտային էֆեկտի խողովակների գյուտը, սակայն նույնը չի հաջողվել: Այնուամենայնիվ, նրանց հետազոտությունները հիմք դրեցին MOSFET-ի հետագա զարգացմանը:
II. MOSFET-ների ծնունդը և սկզբնական զարգացումը
Հիմնական բեկում.1960-ին Կահնգը և Ատալլան պատահաբար հայտնագործեցին MOS դաշտային էֆեկտի տրանզիստորը (կարճ MOS տրանզիստոր)՝ սիլիցիումի երկօքսիդով (SiO2) երկբևեռ տրանզիստորների աշխատանքը բարելավելու գործընթացում: Այս գյուտը նշանավորեց MOSFET-ների պաշտոնական մուտքը ինտեգրալ սխեմաների արտադրության արդյունաբերություն:
Կատարման բարելավում.Կիսահաղորդչային գործընթացների տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ MOSFET-ների աշխատանքը շարունակում է բարելավվել: Օրինակ, բարձրավոլտ հզորության MOS-ի գործառնական լարումը կարող է հասնել 1000 Վ-ի, ցածր դիմադրության MOS-ի դիմադրության արժեքը ընդամենը 1 օհմ է, իսկ գործառնական հաճախականությունը տատանվում է DC-ից մինչև մի քանի մեգահերց:
III. MOSFET-ների և տեխնոլոգիական նորարարությունների լայն կիրառում
Լայնորեն օգտագործված.MOSFET-ները լայնորեն օգտագործվում են տարբեր էլեկտրոնային սարքերում, ինչպիսիք են միկրոպրոցեսորները, հիշողությունները, տրամաբանական սխեմաները և այլն, քանի որ դրանք գերազանց են: Ժամանակակից էլեկտրոնային սարքերում MOSFET-ները անփոխարինելի բաղադրիչներից են:
Տեխնոլոգիական նորարարություն.Ավելի բարձր աշխատանքային հաճախականությունների և հզորության ավելի բարձր մակարդակների պահանջները բավարարելու համար IR-ը մշակեց առաջին հզորության MOSFET-ը: Հետագայում ներդրվել են բազմաթիվ նոր տեսակի ուժային սարքեր, ինչպիսիք են IGBT-ները, GTO-ները, IPM-ները և այլն, և ավելի ու ավելի լայնորեն կիրառվում են հարակից ոլորտներում:
Նյութական նորարարություն.Տեխնոլոգիաների առաջընթացով նոր նյութեր են ուսումնասիրվում MOSFET-ների արտադրության համար. օրինակ, սիլիցիումի կարբիդ (SiC) նյութերը սկսում են ուշադրության և հետազոտության արժանանալ իրենց գերազանց ֆիզիկական հատկությունների շնորհիվ: SiC նյութերն ունեն ավելի բարձր ջերմային հաղորդունակություն և արգելված թողունակություն՝ համեմատած սովորական Si նյութերի, ինչը որոշում է նրանց հիանալի հատկությունները, ինչպիսիք են հոսանքի բարձր խտությունը, բարձր քայքայման դաշտի ուժը և բարձր աշխատանքային ջերմաստիճանը:
Չորրորդ՝ MOSFET-ի առաջադեմ տեխնոլոգիաների և զարգացման ուղղությունը
Երկակի դարպասի տրանզիստորներ.ՄՈՍՖԵՏ-ների աշխատանքը հետագայում բարելավելու համար փորձարկվում են երկակի դարպասային տրանզիստորներ պատրաստելու տարբեր տեխնիկա: Կրկնակի դարպասով MOS տրանզիստորներն ավելի լավ կծկվողություն ունեն՝ համեմատած միայնակ դարպասի հետ, բայց դրանց կծկվողությունը դեռևս սահմանափակ է:
Կարճ խրամատային էֆեկտ.MOSFET-ների զարգացման կարևոր ուղղությունը կարճ ալիքի էֆեկտի խնդրի լուծումն է։ Կարճ ալիքի էֆեկտը կսահմանափակի սարքի աշխատանքի հետագա բարելավումը, ուստի անհրաժեշտ է հաղթահարել այս խնդիրը՝ նվազեցնելով աղբյուրի և ջրահեռացման շրջանների միացման խորությունը և փոխարինելով աղբյուրի և ջրահեռացման PN հանգույցները մետաղական կիսահաղորդչային կոնտակտներով:
Ամփոփելով, MOSFET-ների էվոլյուցիան գործընթաց է հայեցակարգից մինչև գործնական կիրառություն, կատարողականի բարելավումից մինչև տեխնոլոգիական նորարարություն և նյութի որոնումից մինչև նորագույն տեխնոլոգիաների զարգացում: Գիտության և տեխնոլոգիաների շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ MOSFET-ները կշարունակեն կարևոր դեր խաղալ էլեկտրոնիկայի ոլորտում ապագայում:
Հրապարակման ժամանակը՝ Sep-28-2024
