MOSFET

    从名字表面的角度来看MOSFET的命名,事实上会让人得到错误的印象。因为MOSFET里代表“metal”的**个字母M在当下大部分同类的元件里是不存在的。早期MOSFET的栅较(gate electrode)使用金属作为其材料,但随著半导体技术的进步,随后MOSFET栅较使用多晶硅取代了金属。在处理器中,多晶硅栅已经不是主流技术,从英特尔采用45纳米线宽的P1266处理器开始,栅较开始重新使用金属。

    MOSFET在概念上属于“绝缘栅较场效晶体管”(Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET),而IGFET的栅较绝缘层有可能是其他物质而非MOSFET使用的氧化层。有些人在提到拥有多晶硅栅较的场效晶体管元件时比较喜欢用IGFET,但是这些IGFET多半指的是MOSFET。

    MOSFET里的氧化层位于其通道上方,依照其操作电压的不同,这层氧化物的厚度仅有数十至数百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(silicon dioxide,SiO2),不过有些新的进阶制程已经可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride,SiON)做为氧化层之用。

    今日半导体元件的材料通常以硅(silicon)为可以选择,但是也有些半导体公司发展出使用其他半导体材料的制程,当中较*的例如IBM使用硅与锗(germanium)的混合物所发展的硅锗制程(silicon-germanium process,SiGe process)。而可惜的是很多拥有良好电性的半导体材料,如砷化镓(gallium arsenide,GaAs),因为无法在表面长出品质够好的氧化层,所以无法用来制造MOSFET元件。

    当一个够大的电位差施于MOSFET的栅较与源较(source)之间时,电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷,而这时所谓的“反型层”(inversion channel)就会形成。通道的极性与其漏较(drain)与源较相同,假设漏较和源较是N型,那么通道也会是N型。通道形成后,MOSFET即可让电流通过,而依据施于栅较的电压值不同,可由MOSFET的通道流过的电流大小亦会受其控制而改变。

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