多晶硅導(dǎo)電性不如金屬,限制了信號(hào)傳遞的速度。雖然可以利用摻雜的方式改善其導(dǎo)電性,但成效仍然有限。有些融點(diǎn)比較高的金屬材料如:鎢(Tungsten)、鈦(Titanium)、鈷(Cobalt)或是鎳(Nickel)被用來和多晶硅制成合金。這類混合材料通常稱為金屬硅化物(silicide)。加上了金屬硅化物的多晶硅柵極有著比較好的導(dǎo)電特性,而且又能夠耐受高溫制程。此外因?yàn)榻饘俟杌锏奈恢檬窃跂艠O表面,離通道區(qū)較遠(yuǎn),所以也不會(huì)對(duì)MOSFET的臨界電壓造成太大影響。在柵極、源極與漏極都鍍上金屬硅化物的制程稱為“自我對(duì)準(zhǔn)金屬硅化物制程”(Self-Aligned Silicide),通常簡稱salicide制程。⒉ 當(dāng)MOSFET的尺寸縮的非常小、柵極氧化層也變得非常薄時(shí),例如編輯此文時(shí) 制程可以把氧化層縮到一納米左右的厚度,一種過去沒有發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象也隨之產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱為“多晶硅耗盡”。當(dāng)MOSFET的反轉(zhuǎn)層形成時(shí),有多晶硅耗盡現(xiàn)象的MOSFET柵極多晶硅靠近氧化層處,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)耗盡層(depletion layer),影響MOSFET導(dǎo)通的特性。越小的MOSFET象征其通道長度減少。安徽MOSFET市場報(bào)價(jià)
隨半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)于整合更多功能至單一芯片的需求也跟著大幅提升,此時(shí)用MOSFET設(shè)計(jì)模擬電路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)也隨之浮現(xiàn)。為了減少在印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)上使用的集成電路數(shù)量、減少封裝成本與縮小系統(tǒng)的體積,很多原本單獨(dú)的類比芯片與數(shù)位芯片被整合至同一個(gè)芯片內(nèi)。MOSFET原本在數(shù)位集成電路上就有很大的競爭優(yōu)勢,在類比集成電路上也大量采用MOSFET之后,把這兩種不同功能的電路整合起來的困難度也明顯的下降。另外像是某些混合信號(hào)電路(Mixed-signal circuits),如類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC),也得以利用MOSFET技術(shù)設(shè)計(jì)出效能更好的產(chǎn)品。常見MOSFET設(shè)計(jì)公司箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET,或簡稱PMOS;
理論上MOSFET的柵極應(yīng)該盡可能選擇電性良好的導(dǎo)體,多晶硅在經(jīng)過重(讀作zhong)摻雜之后的導(dǎo)電性可以用在MOSFET的柵極上,但是并非完美的選擇。MOSFET使用多晶硅作為的理由如下: 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。多晶硅的融點(diǎn)比大多數(shù)的金屬高,而在現(xiàn)代的半導(dǎo)體制程中習(xí)慣在高溫下沉積柵極材料以增進(jìn)元件效能。金屬的融點(diǎn)低,將會(huì)影響制程所能使用的溫度上限。
場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而雙極結(jié)型晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。因此被稱之為雙極型器件。4、場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了 的應(yīng)用。MOSFET在1960年由貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Lab.)的D. Kahng和 Martin Atalla 實(shí)作成功,這種元件的操作原理和1947年蕭克萊(William Shockley)等人發(fā)明的雙載流子結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT)截然不同,且因?yàn)橹圃斐杀镜土c使用面積較小、高整合度的優(yōu)勢,在大型集成電路(Large-Scale Integrated Circuits,LSI)或是超大型集成電路(Very Large-Scale Integrated Circuits,VLSI)的領(lǐng)域里,重要性遠(yuǎn)超過BJT。MOSFET分為結(jié)型和絕緣柵型。
隨著MOSFET技術(shù)的不斷演進(jìn),現(xiàn)在的CMOS技術(shù)也已經(jīng)可以符合很多模擬電路的規(guī)格需求。再加上MOSFET因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的關(guān)系,沒有BJT的一些致命缺點(diǎn),如熱破壞(thermal runaway)。另外,MOSFET在線性區(qū)的壓控電阻特性亦可在集成電路里用來取代傳統(tǒng)的多晶硅電阻(poly resistor),或是MOS電容本身可以用來取代常用的多晶硅—絕緣體—多晶硅電容(PIP capacitor),甚至在適當(dāng)?shù)碾娐房刂葡驴梢员憩F(xiàn)出電感(inductor)的特性,這些好處都是BJT很難提供的。也就是說,MOSFET除了扮演原本晶體管的角色外,也可以用來作為模擬電路中大量使用的被動(dòng)元件(passive device)。這樣的優(yōu)點(diǎn)讓采用MOSFET實(shí)現(xiàn)模擬電路不但可以滿足規(guī)格上的需求,還可以有效縮小芯片的面積,降低生產(chǎn)成本。MOSFET另外又分為NMOSFET和PMOSFET兩種類型。安徽MOSFET市場報(bào)價(jià)
采用MOSFET實(shí)現(xiàn)模擬電路不但可以滿足規(guī)格上的需求,還可以有效縮小芯片的面積,降低生產(chǎn)成本。安徽MOSFET市場報(bào)價(jià)
MOSFET參數(shù):Vgs,柵源極較大驅(qū)動(dòng)電壓,這也是MOSFET的一個(gè)極限參數(shù),表示MOSFET所能承受的較大驅(qū)動(dòng)電壓,一旦驅(qū)動(dòng)電壓超過這個(gè)極限值,即使在極短的時(shí)間內(nèi)也會(huì)對(duì)柵極氧化層產(chǎn)生長久性傷害。一般來說,只要驅(qū)動(dòng)電壓不超過極限,就不會(huì)有問題。但是,某些特殊場合,因?yàn)榧纳鷧?shù)的存在,會(huì)對(duì)Vgs電壓產(chǎn)生不可預(yù)料的影響,需要格外注意。SOA,安全工作區(qū),每種MOSFET都會(huì)給出其安全工作區(qū)域,不同雙極型晶體管,功率MOSFET不會(huì)表現(xiàn)出二次擊穿,因此安全運(yùn)行區(qū)域只簡單從導(dǎo)致結(jié)溫達(dá)到較大允許值時(shí)的耗散功率定義。安徽MOSFET市場報(bào)價(jià)
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