იცოდით MOSFET-ის ევოლუციის შესახებ?

I. ადრეული ცნებები და გამოკვლევები

შემოთავაზებული კონცეფცია:MOSFET-ის გამოგონება ჯერ კიდევ 1830-იან წლებშია შესაძლებელი, როდესაც გერმანელმა ლილიენფელდმა შემოიღო ველის ეფექტის ტრანზისტორის კონცეფცია. თუმცა, ამ პერიოდის მცდელობებმა ვერ მიაღწიეს პრაქტიკულ MOSFET-ის განხორციელებას.

წინასწარი კვლევა:შემდგომში Bell Labs of Shaw Teki (Shockley) და სხვები ასევე ცდილობდნენ შეესწავლათ საველე ეფექტის მილების გამოგონება, მაგრამ იგივე ვერ მიაღწია წარმატებას. თუმცა მათმა კვლევამ საფუძველი ჩაუყარა MOSFET-ის შემდგომ განვითარებას.

II. MOSFET-ების დაბადება და საწყისი განვითარება

ძირითადი გარღვევა:1960 წელს კაჰნგმა და ატალამ შემთხვევით გამოიგონეს MOS ველის ეფექტის ტრანზისტორი (მოკლედ MOS ტრანზისტორი) ბიპოლარული ტრანზისტორების მუშაობის გაუმჯობესების პროცესში სილიციუმის დიოქსიდით (SiO2). ამ გამოგონებამ აღნიშნა MOSFET-ების ოფიციალური შესვლა ინტეგრირებული მიკროსქემის წარმოების ინდუსტრიაში.

შესრულების გაუმჯობესება:ნახევარგამტარული პროცესის ტექნოლოგიის განვითარებით, MOSFET-ების შესრულება აგრძელებს გაუმჯობესებას. მაგალითად, მაღალი ძაბვის სიმძლავრის MOS-ის ოპერაციული ძაბვა შეიძლება მიაღწიოს 1000 ვ-ს, დაბალი წინააღმდეგობის MOS-ის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა არის მხოლოდ 1 Ohm, ხოლო ოპერაციული სიხშირე მერყეობს DC-დან რამდენიმე მეგაჰერცამდე.

III. MOSFET-ების და ტექნოლოგიური ინოვაციების ფართო გამოყენება

ფართოდ გამოიყენება:MOSFET-ები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონულ მოწყობილობებში, როგორიცაა მიკროპროცესორები, მეხსიერება, ლოგიკური სქემები და ა.შ., მათი შესანიშნავი მუშაობის გამო. თანამედროვე ელექტრონულ მოწყობილობებში MOSFET-ები ერთ-ერთი შეუცვლელი კომპონენტია.

 

ტექნოლოგიური ინოვაცია:უფრო მაღალი ოპერაციული სიხშირეების და მაღალი სიმძლავრის დონის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, IR-მა შეიმუშავა პირველი სიმძლავრის MOSFET. შემდგომში დაინერგა მრავალი ახალი ტიპის ენერგეტიკული მოწყობილობა, როგორიცაა IGBT, GTO, IPM და ა.შ. და უფრო და უფრო ფართოდ გამოიყენებოდა შესაბამის სფეროებში.

მატერიალური ინოვაცია:ტექნოლოგიების წინსვლასთან ერთად მიმდინარეობს ახალი მასალების მოძიება MOSFET-ების წარმოებისთვის; მაგალითად, სილიციუმის კარბიდის (SiC) მასალები იწყებენ ყურადღების მიქცევას და კვლევას მათი უმაღლესი ფიზიკური თვისებების გამო. SiC მასალებს აქვთ უფრო მაღალი თბოგამტარობა და აკრძალული გამტარობა ჩვეულებრივ Si მასალებთან შედარებით, რაც განსაზღვრავს მათ შესანიშნავ თვისებებს, როგორიცაა მაღალი დენის სიმკვრივე, მაღალი. ავარიის ველის სიძლიერე და მაღალი სამუშაო ტემპერატურა.

მეოთხე, MOSFET-ის უახლესი ტექნოლოგიებისა და განვითარების მიმართულება

ორმაგი კარიბჭის ტრანზისტორი:MOSFET-ების მუშაობის შემდგომი გასაუმჯობესებლად ორმაგი კარიბჭის ტრანზისტორების დასამზადებლად სხვადასხვა ტექნიკას ცდილობენ. ორმაგი კარიბჭე MOS ტრანზისტორებს აქვთ უკეთესი შეკუმშვა ერთ კარიბჭესთან შედარებით, მაგრამ მათი შეკუმშვა მაინც შეზღუდულია.

 

მოკლე თხრილის ეფექტი:MOSFET-ების განვითარების მნიშვნელოვანი მიმართულებაა მოკლე არხიანი ეფექტის პრობლემის გადაჭრა. მოკლე არხის ეფექტი შეზღუდავს მოწყობილობის მუშაობის შემდგომ გაუმჯობესებას, ამიტომ აუცილებელია ამ პრობლემის დაძლევა წყაროსა და სადრენაჟე უბნების შეერთების სიღრმის შემცირებით და წყაროსა და სადრენაჟე PN შეერთების ჩანაცვლებით ლითონის ნახევარგამტარული კონტაქტებით.