MOSFET里的氧化層位于其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度 有數(shù)十至數(shù)百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不過有些新的進(jìn)階制程已經(jīng)可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做為氧化層之用。 半導(dǎo)體元件的材料通常以硅(silicon)為 ,但是也有些半導(dǎo)體公司發(fā)展出使用其他半導(dǎo)體材料的制程,當(dāng)中 的例如IBM使用硅與鍺(germanium)的混合物所發(fā)展的硅鍺制程(silicon-germanium process,SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導(dǎo)體材料,如砷化鎵(gallium arsenide,GaAs),因?yàn)闊o法在表面長(zhǎng)出品質(zhì)夠好的氧化層,所以無法用來制造MOSFET元件。漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性。無錫DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)
MOSFET在生活中是很常見的,MOSFET的柵極材料:MOSFET的臨界電壓(threshold voltage)主要由柵極與通道材料的功函數(shù)(work function)之間的差異來決定,而因?yàn)槎嗑Ч璞举|(zhì)上是半導(dǎo)體,所以可以藉由摻雜不同極性的雜質(zhì)來改變其功函數(shù)。更重要的是,因?yàn)槎嗑Ч韬偷紫伦鳛橥ǖ赖墓柚g能隙(bandgap)相同,因此在降低PMOS或是NMOS的臨界電壓時(shí)可以藉由直接調(diào)整多晶硅的功函數(shù)來達(dá)成需求。反過來說,金屬材料的功函數(shù)并不像半導(dǎo)體那么易于改變,如此一來要降低MOSFET的臨界電壓就變得比較困難。而且如果想要同時(shí)降低PMOS和NMOS的臨界電壓,將需要兩種不同的金屬分別做其柵極材料,對(duì)于制程又是一個(gè)很大的變量。蘇州高壓N管MOSFET封裝為什么MOSFET的尺寸能越小越好?
金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個(gè)金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為 (如前所述, 的MOSFET多半以多晶硅取代金屬作為其柵極材料),氧化層的材料多半是二氧化硅,其下是作為基極的硅,而其上則是作為柵極的多晶硅。這樣子的結(jié)構(gòu)正好等于一個(gè)電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(zhì)(dielectric material)的角色,而電容值由氧化層的厚度與二氧化硅的介電常數(shù)(dielectric constant)來決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個(gè)端點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)電壓施加在MOS電容的兩端時(shí),半導(dǎo)體的電荷分布也會(huì)跟著改變??紤]一個(gè)P型的半導(dǎo)體(空穴濃度為NA)形成的MOS電容,當(dāng)一個(gè)正的電壓VGB施加在柵極與基極端(如圖)時(shí),空穴的濃度會(huì)減少,電子的濃度會(huì)增加。當(dāng)VGB夠強(qiáng)時(shí),接近柵極端的電子濃度會(huì)超過空穴。這個(gè)在P型半導(dǎo)體中,電子濃度(帶負(fù)電荷)超過空穴(帶正電荷)濃度的區(qū)域,便是所謂的反轉(zhuǎn)層(inversion layer)。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性,但是一個(gè)完整的MOSFET結(jié)構(gòu)還需要一個(gè)提供多數(shù)載流子(majority carrier)的源極以及接受這些多數(shù)載流子的漏極。
截止:漏源極間加正電源,柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏,漏源極之間無電流流過。導(dǎo)電:在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會(huì)有柵極電流流過。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開,而將P區(qū)中的少子—電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面當(dāng)UGS大于UT(開啟電壓或閾值電壓)時(shí),柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度,使P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層,該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失,漏極和源極導(dǎo)電。值得一提的是采用平面式結(jié)構(gòu)的功率MOSFET也并非不存在,這類元件主要用在高級(jí)的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區(qū)的特性比垂直結(jié)構(gòu)的MOSFET更好。垂直式功率MOSFET則取其導(dǎo)通電阻(turn-on resistance)非常小的優(yōu)點(diǎn),多半用來做開關(guān)切換之用。越小的MOSFET象征其通道長(zhǎng)度減少,讓通道的等效電阻也減少,可以讓更多電流通過。
MOSFET的重點(diǎn)參數(shù):金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容。金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個(gè)金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為重點(diǎn),氧化層的材料多半是二氧化硅,其下是作為基極的硅,而其上則是作為柵極的多晶硅。這樣子的結(jié)構(gòu)正好等于一個(gè)電容器(capacitor),氧化層扮演電容器中介電質(zhì)(dielectric material)的角色,而電容值由氧化層的厚度與二氧化硅的介電常數(shù)(dielectric constant)來決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個(gè)端點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)電壓施加在MOS電容的兩端時(shí),半導(dǎo)體的電荷分布也會(huì)跟著改變??紤]一個(gè)P型的半導(dǎo)體(空穴濃度為NA)形成的MOS電容,當(dāng)一個(gè)正的電壓VGB施加在柵極與基極端時(shí),空穴的濃度會(huì)減少,電子的濃度會(huì)增加。當(dāng)VGB夠強(qiáng)時(shí),接近柵極端的電子濃度會(huì)超過空穴。這個(gè)在P型半導(dǎo)體中,電子濃度(帶負(fù)電荷)超過空穴(帶正電荷)濃度的區(qū)域,便是所謂的反轉(zhuǎn)層(inversion layer)。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性,但是一個(gè)完整的MOSFET結(jié)構(gòu)還需要一個(gè)提供多數(shù)載流子的源極以及接受這些多數(shù)載流子的漏極。MOSFET是電壓驅(qū)動(dòng)的。蘇州DUAL P-CHANNELMOSFET技術(shù)參數(shù)
Vgs,柵源極較大驅(qū)動(dòng)電壓,這是MOSFET的一個(gè)極限參數(shù)。無錫DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)
MOSFET的應(yīng)用:數(shù)字科技的進(jìn)步,如微處理器運(yùn)算效能不斷提升,帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動(dòng)力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中極快的一種。MOSFET在數(shù)字信號(hào)處理上較主要的成功來自CMOS邏輯電路的發(fā)明,這種結(jié)構(gòu)的好處是理論上不會(huì)有靜態(tài)的功率損耗,只有在邏輯門(logic gate)的切換動(dòng)作時(shí)才有電流通過。CMOS邏輯門較基本的成員是CMOS反相器(inverter),而所有CMOS邏輯門的基本操作都如同反相器一樣,在邏輯轉(zhuǎn)換的瞬間同一時(shí)間內(nèi)必定只有一種晶體管(NMOS或是PMOS)處在導(dǎo)通的狀態(tài)下,另一種必定是截止?fàn)顟B(tài),這使得從電源端到接地端不會(huì)有直接導(dǎo)通的路徑,大量節(jié)省了電流或功率的消耗,也降低了集成電路的發(fā)熱量。無錫DUAL N-CHANNELMOSFET設(shè)計(jì)
上海光宇睿芯微電子有限公司屬于數(shù)碼、電腦的高新企業(yè),技術(shù)力量雄厚。公司是一家私營(yíng)有限責(zé)任公司企業(yè),以誠(chéng)信務(wù)實(shí)的創(chuàng)業(yè)精神、專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì)、踏實(shí)的職工隊(duì)伍,努力為廣大用戶提供***的產(chǎn)品。公司業(yè)務(wù)涵蓋MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管,ESD保護(hù)器件,穩(wěn)壓管價(jià)格,傳感器,價(jià)格合理,品質(zhì)有保證,深受廣大客戶的歡迎。光宇睿芯微電子順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)需求,通過**技術(shù),力圖保證高規(guī)格高質(zhì)量的MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管,ESD保護(hù)器件,穩(wěn)壓管價(jià)格,傳感器。