功率MOSFET的工作原理：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。MOSFET的柵極選擇電性良好的導(dǎo)體，多晶硅在經(jīng)過重?fù)诫s之后的導(dǎo)電性可以用在MOSFET的柵極上。太倉(cāng)DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管

不同耐壓的MOSFET，其導(dǎo)通電阻中各部分電阻比例分布也不同。如耐壓30V的MOSFET，其外延層電阻單為 總導(dǎo)通電阻的29%，耐壓600V的MOSFET的外延層電阻則是總導(dǎo)通電阻的96.5%。由此可以推斷耐壓800V的MOSFET的導(dǎo)通電阻將幾乎被外 延層電阻占據(jù)。欲獲得高阻斷電壓，就必須采用高電阻率的外延層，并增厚。這就是常規(guī)高壓MOSFET結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的高導(dǎo)通電阻的根本原因。增加管芯面積雖能降低導(dǎo)通電阻，但成本的提高所付出的代價(jià)是商業(yè)品所不允許的。引入少數(shù)載流子導(dǎo)電雖能降低導(dǎo)通壓降，但付出的代價(jià)是開關(guān)速度的降低并出現(xiàn)拖尾電流，開關(guān)損耗增加，失去了MOSFET的高速的優(yōu)點(diǎn)。以上兩種辦法不能降低高壓MOSFET的導(dǎo)通電阻，所剩的思路就是如何將阻斷高電壓的低摻雜、高電阻率區(qū)域和導(dǎo)電通道的高摻雜、低電阻率分開解決。如除 導(dǎo)通時(shí)低摻雜的高耐壓外延層對(duì)導(dǎo)通電阻只能起增大作用外并無其他用途。這樣，是否可以將導(dǎo)電通道以高摻雜較低電阻率實(shí)現(xiàn)，而在MOSFET關(guān)斷時(shí)，設(shè)法使這個(gè)通道以某種方式夾斷，使整個(gè)器件耐壓?jiǎn)稳Q于低摻雜的N-外延層。蘇州MOSFET失效分析降低高壓MOSFET導(dǎo)通電阻的原因：不同耐壓的MOSFET，其導(dǎo)通電阻中各部分電阻比例分布也不同。

 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)連接起來形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)VGS電壓太低時(shí)，感應(yīng)出來的負(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)臨界電壓稱為開啟電壓（或稱閾值電壓、門限電壓），用符號(hào)VT表示（一般規(guī)定在ID=10uA時(shí)的VGS作為VT）。當(dāng)VGS繼續(xù)增大，負(fù)電荷增加，導(dǎo)電溝道擴(kuò)大，電阻降低，ID也隨之增加，并且呈較好線性關(guān)系，如圖3所示。此曲線稱為轉(zhuǎn)換特性。因此在一定范圍內(nèi)可以認(rèn)為，改變VGS來控制漏源之間的電阻，達(dá)到控制ID的作用。由于這種結(jié)構(gòu)在VGS=0時(shí)，ID=0，稱這種MOSFET為增強(qiáng)型。另一類MOSFET，在VGS=0時(shí)也有一定的ID（稱為IDSS），這種MOSFET稱為耗盡型。它的結(jié)構(gòu)如圖4所示，它的轉(zhuǎn)移特性如圖5所示。VP為夾斷電壓（ID=0）。

常見的MOSFET設(shè)計(jì)是以一條直線 通道，兩條和通道垂直的線 源極與漏極，左方和通道平行而且較短的線 柵極，如下圖所示。有時(shí)也會(huì)將 通道的直線以破折線代替，以區(qū)分增強(qiáng)型MOSFET（enhancement mode MOSFET）或是耗盡型MOSFET（depletion mode MOSFET）另外又分為NMOSFET和PMOSFET兩種類型，電路符號(hào)如圖所示（箭頭的方向不同）。由于集成電路芯片上的MOSFET為四端元件，所以除了柵極、源極、漏極外，尚有一基極（Bulk或是Body）。MOSFET電路符號(hào)中，從通道往右延伸的箭號(hào)方向則可表示此元件為N型或是P型的MOSFET。箭頭方向永遠(yuǎn)從P端指向N端，所以箭頭從通道指向基極端的為P型的MOSFET，或簡(jiǎn)稱PMOS（ 此元件的通道為P型）；反之若箭頭從基極指向通道，則 基極為P型，而通道為N型，此元件為N型的MOSFET，簡(jiǎn)稱NMOS。在一般分布式MOSFET元件（discrete device）中，通常把基極和源極接在一起，故分布式MOSFET通常為三端元件。而在集成電路中的MOSFET通常因?yàn)槭褂猛粋€(gè)基極（common bulk），所以不標(biāo)示出基極的極性，而在PMOS的柵極端多加一個(gè)圓圈以示區(qū)別（這是國(guó)外符號(hào)，國(guó)標(biāo)符號(hào)見圖）。由于集成電路芯片上的MOSFET為四端元件，所以除了柵極、源極、漏極外，尚有一基極。

硅—二氧化硅接面經(jīng)過多年的研究，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。⒊ 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。不過多晶硅雖然在過去二十年是制造MOSFET柵極的標(biāo)準(zhǔn)，但也有若干缺點(diǎn)使得未來仍然有部份MOSFET可能使用金屬柵極，這些缺點(diǎn)如下：⒈ 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。MOSFET的重點(diǎn)參數(shù)有：金屬—氧化層—半導(dǎo)體電容。N-CHANNELMOSFET封裝

在一般分布式MOSFET元件中，通常把基極和源極接在一起，故分布式MOSFET通常為三端元件。太倉(cāng)DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管

從名字表面的角度來看MOSFET的命名，事實(shí)上會(huì)讓人得到錯(cuò)誤的印象。因?yàn)镸OSFET里表示“metal”的第1個(gè)字母M在當(dāng)下大部分同類的元件里是不存在的。早期MOSFET的柵極（gate electrode）使用金屬作為其材料，但隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，隨后MOSFET柵極使用多晶硅取代了金屬。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。太倉(cāng)DUAL P-CHANNELMOSFET晶體管

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