MOSFET的柵極材料有哪些？ 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(guò)重?fù)诫s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：硅—二氧化硅接面經(jīng)過(guò)多年的研究，已經(jīng)證實(shí)這兩種材料之間的缺陷（defect）是相對(duì)而言比較少的。反之，金屬—絕緣體接面的缺陷多，容易在兩者之間形成很多表面能階，大為影響元件的特性。 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。我們所說(shuō)的MOSFET，指的是什么？太倉(cāng)高壓P管MOSFET封裝

MOSFET在概念上屬于“絕緣柵極場(chǎng)效晶體管”（Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET），而IGFET的柵極絕緣層有可能是其他物質(zhì)而非MOSFET使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶硅柵極的場(chǎng)效晶體管元件時(shí)比較喜歡用IGFET，但是這些IGFET多半指的是MOSFET。MOSFET里的氧化層位于其通道上方，依照其操作電壓的不同，這層氧化物的厚度至少有數(shù)十至數(shù)百埃（Å）不等，通常材料是二氧化硅（silicon dioxide,SiO2），不過(guò)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。蘇州低壓N+NMOSFET型號(hào)MOSFET的尺寸變小意味著柵極面積減少，如此可以降低等效的柵極電容。

要使增強(qiáng)型N溝道MOSFET工作，要在G、S之間加正電壓VGS及在D、S之間加正電壓VDS，則產(chǎn)生正向工作電流ID。改變VGS的電壓可控制工作電流ID。如圖2所示。若先不接VGS（即VGS=0），在D與S極之間加一正電壓VDS，漏極D與襯底之間的PN結(jié)處于反向，因此漏源之間不能導(dǎo)電。如果在柵極G與源極S之間加一電壓VGS。此時(shí)可以將柵極與襯底看作電容器的兩個(gè)極板，而氧化物絕緣層作為電容器的介質(zhì)。當(dāng)加上VGS時(shí)，在絕緣層和柵極界面上感應(yīng)出正電荷，而在絕緣層和P型襯底界面上感應(yīng)出負(fù)電荷。這層感應(yīng)的負(fù)電荷和P型襯底中的多數(shù)載流子（空穴）的極性相反，所以稱為“反型層”，這反型層有可能將漏與源的兩N型區(qū)連接起來(lái)形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)VGS電壓太低時(shí)，感應(yīng)出來(lái)的負(fù)電荷較少，它將被P型襯底中的空穴中和，因此在這種情況時(shí)，漏源之間仍然無(wú)電流ID。當(dāng)VGS增加到一定值時(shí)，其感應(yīng)的負(fù)電荷把兩個(gè)分離的N區(qū)溝通形成N溝道，這個(gè)臨界電壓稱為開(kāi)啟電壓（或稱閾值電壓、門(mén)限電壓），用符號(hào)VT表示（一般規(guī)定在ID=10uA時(shí)的VGS作為VT）。

MOSFET相關(guān)知識(shí)：MOS（Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），F(xiàn)ET（Field Effect Transistor場(chǎng)效應(yīng)晶體管），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體（S）的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電氣符號(hào)，它可分為 NPN型和PNP型。NPN型通常稱為N溝道型，PNP型通常稱P溝道型。對(duì)于N溝道型的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極接在N型半導(dǎo)體上，同樣對(duì)于P 溝道的場(chǎng)效應(yīng)管其源極和漏極則接在P型半導(dǎo)體上。我們知道一般三極管是由輸入的電流控制輸出的電流。但對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管，其輸出電流是由輸入的電壓(或稱場(chǎng)電壓)控制，可以認(rèn)為輸入電流極小或沒(méi)有輸入電流，這使得該器件有很高的輸入阻抗，同時(shí)這也是我們稱之為場(chǎng)效應(yīng)管的原因。MOSFET主要參數(shù)：飽和漏源電流、夾斷電壓、開(kāi)啟電壓。

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(lái)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(lái)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(lái)達(dá)成需求。反過(guò)來(lái)說(shuō)，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(lái)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。⒉ 硅—二氧化硅接面經(jīng)過(guò)多年的研究，已經(jīng)證實(shí)這兩種材料之間的缺陷（defect）是相對(duì)而言比較少的。反之，金屬—絕緣體接面的缺陷多，容易在兩者之間形成很多表面能階，大為影響元件的特性。MOSFET另外又分為NMOSFET和PMOSFET兩種類(lèi)型。張家港P-CHANNELMOSFET開(kāi)關(guān)管

MOSFET的面積越小，制造芯片的成本就可以降低。太倉(cāng)高壓P管MOSFET封裝

為何要把MOSFET的尺寸縮小基于以下幾個(gè)理由，我們希望MOSFET的尺寸能越小越好。 ，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(guò)。雖然通道寬度也可能跟著變小而讓通道等效電阻變大，但是如果能降低單位電阻的大小，那么這個(gè)問(wèn)題就可以解決。其次，MOSFET的尺寸變小意味著柵極面積減少，如此可以降低等效的柵極電容。此外，越小的柵極通常會(huì)有更薄的柵極氧化層，這可以讓前面提到的通道單位電阻值降低。不過(guò)這樣的改變同時(shí)會(huì)讓柵極電容反而變得較大，但是和減少的通道電阻相比，獲得的好處仍然多過(guò)壞處，而MOSFET在尺寸縮小后的切換速度也會(huì)因?yàn)樯厦鎯蓚€(gè)因素加總而變快。第三個(gè)理由是MOSFET的面積越小，制造芯片的成本就可以降低，在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。一片集成電路制程使用的晶圓尺寸是固定的，所以如果芯片面積越小，同樣大小的晶圓就可以產(chǎn)出更多的芯片，于是成本就變得更低了。太倉(cāng)高壓P管MOSFET封裝

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