半导体集成电路原理教程
如NEC公司用0.15mCMOS工艺生产的4GB DRAM, 芯 片中含44亿个晶体管，芯片面积985.6mm2。 英特尔公司用0.25 m工艺生产的333MHz的 奔腾Ⅱ处理 器，在一个芯片中集成了750万个晶体管。
集成电路之所以能迅速发展，完全由于巨大的经济 效益。工业发达国家竞相投资。我国在“九五” 期间投 资100个亿组建了集成电路“909”专项工程。2002年推 出首款可商业化、拥有自主知识产权、通用高性能的 CPU-龙芯1号，它采用0.18 m工艺生产，主频最高达 266MHz。
• 2006年度中国集成电路设计前十大企业是： • 炬力集成电路设计有限公司 • 中国华大集成电路设计集团有限公司(包含北京
中电华大电子设计公司等) • 北京中星微电子有限公司 • 大唐微电子技术有限公司 • 深圳海思半导体有限公司 • 无锡华润矽科微电子有限公司 • 杭州士兰微电子股份有限公司 • 上海华虹集成电路有限公司
特尔接触，希望英特尔生产一系列计算器芯片，但当 时任职于英特尔的霍夫 (Macian E. Hoff) 却设计出一 个单一可程序化芯片，
•
• 1971年11月15日，世界上第一个微处理器 4004诞生了，它包括一个四位的平行加法器、 十六个四位的缓存器、一个储存器 (accumulator) 与一个下推堆栈 (push-down stack)，共计约二千三百个晶体管；4004与其 它只读存储器、移位缓存器与随机取内存，结 合成MCS-4微电脑系统；从此之后，各种集成 度更高、功能更强的微处理器开始快速发展， 对电子业产生巨大影响。三十年后，英特尔的 Pentium III已经包含了一千万个以上的晶体 管。
今天，在一个几百平方毫米面积的芯片上，集 成的晶体管数目已经超过10亿。
中国半导体协会(CSIA)发布了2005年度
中国十大IC设计公司排名。
• 珠海炬力以12.575亿元人民币年销售额勇夺桂冠。它
是MP3播放器芯片的主要供货厂商 。
• 中星微电子，2005年销售额为7.678亿元人民币。它 的主要产品是“星光系列”多媒体处理芯片，中星微 电子最初提供PC用的摄像头芯片。后来瞄准了手机用 多媒体处理芯片市场，并成功地打开了欧美市场。 排名第三到第十的分别是华大、士兰、大唐、上海华虹、 杭州友旺、绍兴芯谷、北京清华同方和无锡华润。 2005年中国前十大IC设计公司的销售额已经达到51.63亿 元人民币，根据CCID的预测，2005年中国集成电路设计 业的市场规模约131亿元人民币，前十大IC设计公司的份 额已经40%。
•
大致而言，
• 1970年有1K的产品；
• 1974年进步到4K (栅极线宽10微米)；
• 1976年16K （5微米）；
• 1979年64K (3微米)；
• 1983年256K （1.5微米）；
Hale Waihona Puke • 1986年1M （1.2微米）；
• 1989年4M (0.8微米)；
• 1992年16M (0.5微米)；
今年研制的龙芯2号通过使用SPECE CPU2000对龙芯2 号的性能分析表明，相同主频下龙芯2号的性能已经明显
超过PII的性能，是龙芯1号的3-5倍
预见
根据国际半导体科技进程 (International Technology Roadmap for Semiconductor) 的推估，公元2014年，最小线宽可达0.035微 米，内存容量更高达两亿五千六兆位，尽管新 工艺、新技术的开发越来越困难，但相信半导 体业在未来十五年内，仍会迅速的发展下去。
在 内存芯片方面： 1965年，快捷公司的施密特 (J. D. Schmidt) 使 用金氧半技术做成实验性的随机存取内存。1969 年，英特尔公司推出第一个商业性产品，这是一 个使用硅栅极、p型沟道的256位随机存取内存。
• 发展过程中最重要的一步，就是1969年，IBM 的迪纳 (R. H. Dennard) 发明了只需一个晶体管 和一个电容器，就可以储存一个位的记忆单元； 由于结构简单，密度又高，现今半导体制程的发 展水平常以动态随机存取内存的容量为标志。
• 在1970年代，决定半导体工业发展方向的，有两个最 重要的因素，那就是微处理器 (micro processor)与半 导体内存 (semiconductor memory) 。
• 在微处理器方面： • 1968年，诺宜斯和摩尔成立了英特尔 (Intel) 公司，不
久，葛洛夫 (Andrew Grove) 也加入了。 • 1969年，一个日本计算器公司比吉康 (Busicom) 和英
• 1995年64M (0.3微米)；
• 1998年到256M (0.2微米)，
• 大约每三年进步一个世代，2001年就迈入千兆位大关。
60年代发展出来的平面工艺，可以把越 来越多的金氧半组件放在一块硅芯片上，从 1960年的不到十个组件，倍数成长到1980年 的十万个，以及1990年约一千万个，这个微芯 片上集成的晶体管数目每两年翻一番的现象称 为摩尔定律 (Moore’s law)，是Intel创始人摩 尔(Gordon Moore)在1964年的一次演讲中提 出的，后来竟成了事实。
半导体集成电路原理
课程地位
集成电路 传感器 光电器件 微波器件 MEMS
微电子工艺基础 半导体物理与器件 固体物理 半导体物理 微电子器件原理
集成电路的发展
定义：集成电路就是把许多分立组件制作在同一个半导 体芯片上所形成的电路。在制作的全过程中作为一个整 体单元进行加工。 早在1952年，英国的杜默 (Geoffrey W. A. Dummer) 就提出集成电路的构想。 1958年9月12日，德州仪器公司(Texas Instruments)的 基尔比 (Jack Kilby， 1923~ )，细心地切了一块锗作 为电阻，再用一块pn结面做为电容，制造出一个震荡器 的电路，并在1964年获得专利，首度证明了可以在同一 块半导体芯片上能包含不同的组件。 1964年，快捷半导体(Fairchild Semiconductor)的诺 宜斯(Robert Noyce，1927~1990)，则使用平面工艺方 法，即借着蒸镀金属、微影、蚀刻等方式，解决了集成 电路中，不同组件间导线连结的问题。
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半导体集成电路第1章下
晶体管的I~V特性曲线及Early电压
实际状况（Early电压）
理想状况
双极型晶体管大信号模型
饱和区的大信号模型
双极型晶体管小信号模型
混合π模型。与MOS晶体管的主要区别是多了 一个有限的基-射电阻。
主要参数的计算
gmr0=VA/VT,是一个与晶体管工作点无关的量。 对NPN管，典型值为2000-8000。这是单个 管能达到的最大电压增益。 电阻rb模拟了基极接触和有效基区之间的半导 体材料电阻。这个电阻虽然小，但却是限制 高频、低增益双极型电路速度的一个重要因 素，同时也是主要的噪声源。
NPN CJS C(N)
P+
P-Sub
N–-epi
P+
集成NPN晶体管的有源寄生效应 （2）NPN晶体管饱和或反向有源时 VBC>0 VSC<0 寄生PNP晶体管正向有 源导通。
饱和区：发射结正偏，集电结正偏 放大区：发射结正偏，集电结反偏 截止区：发射结反偏，集电结反偏 反向有源区：发射结反偏，集电结 正偏 击穿区
P+ P-Sub
E+ B N P N–-epi
C+ N P+
一般集成二极管 6. 单独BC结 VF=VBCF BV=BVBC Cj = Cc C p= C s 有寄生PNP管
P+
B P N–-epi
C+ N P+
P-Sub
一般集成二极管 7.单独SC结 VF=VSCF BV=BVSC Cj = Cs C p= 0 无寄生PNP管
半导体集成电路
南京理工大学电光学院
第一章 集成电路器件与模型（下）
MOS Spice模型 双极型晶体管及其模型
第4章TTL电路半导体集成电路共14章
输入信号VI
处到输出波形上升沿 50% 幅值处所需要的时
输出信号V0
间，
平均传输延迟时间tpd：
t
p
dt
P
LHt 2
P
HL
通常tPLH＞tPHL，tpd越小， 电路的开关速度越高。
2019/12/19
返回22
简易TTL与非门的版图
2019/12/19
VCC
接触孔 集电区 基区 发射区 电阻 电源线
B、C的与运算
输出级：由T3、T4、T5和R4、R5组成 其中T3、T4构成复合管，与T5组成推 拉式输出结构。具有较强的负载能力
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30
TTL与非门工作原理
输入端至少有一个接低 电平
T1管:A端发射结导通，Vb1 = VA + Vbe1 = 1V， 其它发射结均因反偏而截 止.
VB1被嵌位在1.4V
T1管的发射结反偏,集电结正偏, 工作在反向有源区,集电极电流 是流出的,T2管的基极电流为: IB2=-IC1=IB1+bIB1≈IB1（b<0.01)
IB1=(VCC-VB1)/R1 =5V-1.4V/4K=0.9mA
∴ IB2≈0.9mA
R1 4K
VCC
R2 4K
A B C
T2管截止, VOH=VCC-IOHR2
T2管的集电结反偏，Ic1很小， 满足βIB1> Ic1，T1管深饱和，
VOCS1=0.1V，VB2=0.4V
输出高电平时电路供给负载门的电流
2019/12/19
简易TTL与非门 6
2. 输入信号全为高电平
VOH=5V VB1 =VBC1+VBE2
=0.7V+0.7V =1.4V
第4章TTL电路半导体集成电路共14章讲解
IB
IE
IC
IC=IB+IE
饱和工作区
C
B
VCES
E
截止区
C B
E
3
简易TTL与非门
与非门
A
B
C
O
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
VCC
R1
R2
B1
VO
A B C
B2 T1
T2
两管单元TTL与非门
2022/1/16
4
两管单元TTL与非门工作原理
VCC
R1 4K R2 4K
2022/1/16
由T6、R6和R3构成 的有源泄放电路来
代替T2射极电返阻回R3 36
TTL“与非〞门的静态特性及主要参数
2022/1/16
简易TTL与非门5
1. 输入信号中至少有一个为低电平的情况
VOL VB1 =VBE1+VOL
=1V
R1 4K
1V B1
VCC
R2 4K
IOH
VB1被嵌位在1V
IB1=(VCC-1V)/R1 =5V-1V/4K=1mA
A B C
VOL=0.3V
IC1
B2
T2管截止, VOH=VCC-IOHR2
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3 .6V 3 .6V 3 .6V
0 .3V
32
TTL与非门工作原理
第4章TTL电路半导体集成电路共14章
VSS
23
VCC
R1
R2
B1
VO
A B C
B2 T1
T2
简易TTL与非门的缺点 1.输入抗干扰能力小 2.电路输出端负载能力弱 3.IB2太小，导通延迟改善小
四管单元与非门
2019/11/4
24
典型四管单元TTL与非门
VCC
R1
R2
R3
B1
A B C
B2 T1
T2
R5
T3
VO
T5
VCC
R1
R2
B1
14
两管单元非门的噪声容限
VCC
R1
R2
B1
VO
A
B2 T1
T2
VA: 00.6V; >0.6V;
2019/11/4
0.6V
VNMH=VOH-VIH VNML=VIL-VOL VNML=0.6V-0.3V=0.3V
15
2. 负载能力
VOL=0.3V VB1 =VBE1+VOL
=0.3V+0.7V =1V
处于反向放大状态
T2：饱和状态 T3：Vc2=Vces2+Vbe5≈1V， 使T3导通， Ve3=Vc2-Vbe3=1-0.7≈0.3V， 使T4截止。 T5：饱和状态， 因此输出为逻辑低电平 VOL=0.3V
2019/11/4
3 .6V 3 .6V 3 .6V
2.1V
0 .3V
32
TTL与非门工作原理
33
TTL与非门工作速度
存在问题：TTL门电路工作速度相对于MOS较快，但由 于当输出为低电平时T5工作在深度饱和状态，当输出 由低转为高电平，由于在基区和集电区有存储电荷不 能马上消散，而影响工作速度。
半导体集成电路原理教材.pptx
今天，在一个几百平方毫米面积的芯片上，集 成的晶体管数目已经超过10亿。
8
中国半导体协会(CSIA)发布了2005年度
中国十大IC设计公司排名。
• 珠海炬力以12.575亿元人民币年销售额勇夺桂冠。它
是MP3播放器芯片的主要供货厂商 。
• 中星微电子，2005年销售额为7.678亿元人民币。它 的主要产品是“星光系列”多媒体处理芯片，中星微 电子最初提供PC用的摄像头芯片。后来瞄准了手机用 多媒体处理芯片市场，并成功地打开了欧美市场。 排名第三到第十的分别是华大、士兰、大唐、上海华虹、 杭州友旺、绍兴芯谷、北京清华同方和无锡华润。 2005年中国前十大IC设计公司的销售额已经达到51.63亿 元人民币，根据CCID的预测，2005年中国集成电路设计 业的市场规模约131亿元人民币，前十大IC设计公司的份 额已经40%。
就提出集成电路的构想。
1958年9月12日，德州仪器公司(Texas Instruments)
的基尔比 (Jack Kilby， 1923~ )，细心地切了一块锗
作为电阻，再用一块pn结面做为电容，制造出一个震荡
器的电路，并在1964年获得专利，首度证明了可以在同
一块半导体芯片上能包含不同的组件。
1964年，快捷半导体(Fairchild Semiconductor)的诺
9
如NEC公司用0.15mCMOS工艺生产的4GB DRAM, 芯 片中含44亿个晶体管，芯片面积985.6mm2。 英特尔公司用0.25 m工艺生产的333MHz的 奔腾Ⅱ处理 器，在一个芯片中集成了750万个晶体管。
集成电路之所以能迅速发展，完全由于巨大的经济 效益。工业发达国家竞相投资。我国在“九五” 期间投 资100个亿组建了集成电路“909”专项工程。2002年推 出首款可商业化、拥有自主知识产权、通用高性能的 CPU-龙芯1号，它采用0.18 m工艺生产，主频最高达 266MHz。
8
中国半导体协会(CSIA)发布了2005年度
中国十大IC设计公司排名。
• 珠海炬力以12.575亿元人民币年销售额勇夺桂冠。它
是MP3播放器芯片的主要供货厂商 。
• 中星微电子，2005年销售额为7.678亿元人民币。它 的主要产品是“星光系列”多媒体处理芯片，中星微 电子最初提供PC用的摄像头芯片。后来瞄准了手机用 多媒体处理芯片市场，并成功地打开了欧美市场。 排名第三到第十的分别是华大、士兰、大唐、上海华虹、 杭州友旺、绍兴芯谷、北京清华同方和无锡华润。 2005年中国前十大IC设计公司的销售额已经达到51.63亿 元人民币，根据CCID的预测，2005年中国集成电路设计 业的市场规模约131亿元人民币，前十大IC设计公司的份 额已经40%。
就提出集成电路的构想。
1958年9月12日，德州仪器公司(Texas Instruments)
的基尔比 (Jack Kilby， 1923~ )，细心地切了一块锗
作为电阻，再用一块pn结面做为电容，制造出一个震荡
器的电路，并在1964年获得专利，首度证明了可以在同
一块半导体芯片上能包含不同的组件。
1964年，快捷半导体(Fairchild Semiconductor)的诺
9
如NEC公司用0.15mCMOS工艺生产的4GB DRAM, 芯 片中含44亿个晶体管，芯片面积985.6mm2。 英特尔公司用0.25 m工艺生产的333MHz的 奔腾Ⅱ处理 器，在一个芯片中集成了750万个晶体管。
集成电路之所以能迅速发展，完全由于巨大的经济 效益。工业发达国家竞相投资。我国在“九五” 期间投 资100个亿组建了集成电路“909”专项工程。2002年推 出首款可商业化、拥有自主知识产权、通用高性能的 CPU-龙芯1号，它采用0.18 m工艺生产，主频最高达 266MHz。
集成电路原理第七讲
集成电路原理第七讲
第五章 发射极耦合逻辑(ECL)电路 第六章 集成注入逻辑(I2L)电路
第五章 发射极耦合逻辑(ECL)电路
Emitter Coupled Logic IC
1.引言 的电流开关电路 ECL工作在放大和截止两个状态。 优点：速度快——纳秒甚至亚纳秒； 工作频率高——几百兆甚至1.5GHz 缺点：功耗大——25mW； 电平阈值电压温度漂移大、噪声容限低、成 本高。 用途：超高速集成电路，数字通信系统，高精度测 试设备等方面.
高速计算机
工作在非饱和状态
ECL电平的补充说明
ECL的正电源电压为VCC，负电源电压VEE。
为了提高电路的抗干扰能力，应将VCC接 地，即采用负电源供电。 对于标准的ECL电路，规定VCC = 0V， VEE = -5.2V，输出高电平VOH = -0.924V， 输出低电平VOL = -1.75V。
ECL基本使A,B为L=-1.75
A
× B
×
√
-1.99
VBB 参考电位-1.29v
VEE -5.2v
ECL基本门电路
由H变L
由L变H
C
假使A或者B为H=-0.924V
D VBB 参考电位-1.29v A
√ B
×
-1.624
VEE -5.2v
ECL举例一
第I部分为基本门电 路，完成“或/或非” 功能； 第II部分为射级跟随 器，完成输出及隔离 功能； 第III部分为基准源电 路具有温度补偿功 能。
图5.1 ECL电路的基本门
ECL电路举例二
C VBB D A B F
E
C D A B
E F A B
-VEE
第五章 发射极耦合逻辑(ECL)电路 第六章 集成注入逻辑(I2L)电路
第五章 发射极耦合逻辑(ECL)电路
Emitter Coupled Logic IC
1.引言 的电流开关电路 ECL工作在放大和截止两个状态。 优点：速度快——纳秒甚至亚纳秒； 工作频率高——几百兆甚至1.5GHz 缺点：功耗大——25mW； 电平阈值电压温度漂移大、噪声容限低、成 本高。 用途：超高速集成电路，数字通信系统，高精度测 试设备等方面.
高速计算机
工作在非饱和状态
ECL电平的补充说明
ECL的正电源电压为VCC，负电源电压VEE。
为了提高电路的抗干扰能力，应将VCC接 地，即采用负电源供电。 对于标准的ECL电路，规定VCC = 0V， VEE = -5.2V，输出高电平VOH = -0.924V， 输出低电平VOL = -1.75V。
ECL基本使A,B为L=-1.75
A
× B
×
√
-1.99
VBB 参考电位-1.29v
VEE -5.2v
ECL基本门电路
由H变L
由L变H
C
假使A或者B为H=-0.924V
D VBB 参考电位-1.29v A
√ B
×
-1.624
VEE -5.2v
ECL举例一
第I部分为基本门电 路，完成“或/或非” 功能； 第II部分为射级跟随 器，完成输出及隔离 功能； 第III部分为基准源电 路具有温度补偿功 能。
图5.1 ECL电路的基本门
ECL电路举例二
C VBB D A B F
E
C D A B
E F A B
-VEE
半导体集成电路课程教学大纲
《半导体集成电路》课程教学大纲（包括《集成电路制造基础》和《集成电路原理及设计》两门课程）集成电路制造基础课程教学大纲课程名称：集成电路制造基础英文名称：The Foundation of Intergrate Circuit Fabrication课程类别：专业必修课总学时：32 学分：2适应对象：电子科学与技术本科学生一、课程性质、目的与任务：本课程为高等学校电子科学与技术专业本科生必修的一门工程技术专业课。
半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科，是计算机、雷达、通讯、电子技术、自动化技术等信息科学的基础，而半导体工艺主要讨论集成电路的制造、加工技术以及制造中涉及的原材料的制备，是现今超大规模集成电路得以实现的技术基础，与现代信息科学有着密切的联系。
本课程的目的和任务：通过半导体工艺的学习，使学生掌握半导体集成电路制造技术的基本理论、基本知识、基本方法和技能，对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，了解集成电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺，使学生具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
并为后续相关课程奠定必要的理论基础，为学生今后从事半导体集成电路的生产、制造和设计打下坚实基础。
二、教学基本要求：1、掌握硅的晶体结构特点，了解缺陷和非掺杂杂质的概念及对衬底材料的影响；了解晶体生长技术（直拉法、区熔法），在芯片加工环节中，对环境、水、气体、试剂等方面的要求；掌握硅圆片制备及规格，晶体缺陷，晶体定向、晶体研磨、抛光的概念、原理和方法及控制技术。
2、掌握SiO2结构及性质，硅的热氧化，影响氧化速率的因素，氧化缺陷，掩蔽扩散所需最小SiO2层厚度的估算；了解SiO2薄膜厚度的测量方法。
3、掌握杂质扩散机理，扩散系数和扩散方程，扩散杂质分布；了解常用扩散工艺及系统设备。
4、掌握离子注入原理、特点及应用；了解离子注入系统组成，浓度分布，注入损伤和退火。
集成电子技术基础教程 第一篇第1章(1)
L CD
集成电子技术基础教程
❖反向特性
I IS , When V 100 mv PN结的单向导电性能
❖温度对伏安特性的影响
➢温度每升10度，IS增一倍 ➢正偏时：V / T 2.5mV / C
➢温度过高（Si=150~200度）
➢本征激发的少子浓度或能超过杂质原子提供的
多子浓度，此时杂质半导体与本征半导体类似，
L CD
集成电子技术基础教程
雪崩击穿（Avalanche Breakdown）
❖内建电场足够强
❖漂移运动的载流子（少子）加速
❖少子与中性原子碰撞，使价电子激 发产生新的电子空穴对，形成连锁反 应，造成载流子的剧增，使反向电流 “滚雪球”般地骤增
பைடு நூலகம்
L CD
集成电子技术基础教程
齐纳击穿（Zener Breakdown）
PN结反向偏 置
L CD
集成电子技术基础教程
PN结的伏安特性
I IS (eV /VT 1), VT kT / q
➢常温下：T=300K VT =26mv
❖正向特性
I ISeV /VT ,V VT ln(I / IS ) 60 lg(I / IS )(mv)
➢正向电流增加十倍，电压才增60mv
❖雪崩击穿：温度系数为正
❖齐纳击穿：温度系数为负
❖当两种击穿均存在：其电压温度系数将接 近于零
L CD
集成电子技术基础教程
PN结的电容效应
❖势垒电容CB（Barrier Potential Cap）
➢空间电荷层随外加电压产生厚薄变化，电荷增加或减少
➢值大小为1至100pF，与外加电压成非线性关系 ➢常利用其反偏时电容随外加电压的变化，制成变容二极管
半导体集成电路原理
控制器：计算机中的外 围设备控制器，负责控
制外围设备的工作
图形处理器：计算机中 的图形处理单元，负责
图形和图像的处理
半导体集成电路在消费电子领域的应用
电视机：电视接收和处理信号的电路 音响设备：音频处理和放音的电路 数码相机：图像采集和处理的电路
半导体集成电路的市场规模与竞争格局
市场规模
• 全球半导体集成电路市场规模持续增长，预计未来几年 将继续保持增长态势 • 半导体集成电路在各应用领域的市场份额不断调整，新 兴领域如人工智能、物联网等将成为新的增长点
• 优化器件尺寸和排列，减小功耗和面积 • 采用动态逻辑和流水线技术，提高电路的工作速度和性 能
集成电路的布局与布线设计
布局设计
• 确定器件和电路的摆放位置，优化芯片面积和功耗 • 考虑电路的功能、性能、可靠性等因素，进行合理的布 局
布线设计
• 确定器件之间的连接方式，优化信号传输性能和功耗 • 采用多层布线和网格布线等技术，提高布线密度和可靠 性
• 晶体生长：通过熔融法、气相沉积法等方法生长半导体晶体 • 掺杂：通过扩散法、离子注入法等方法在半导体中掺入杂质，改变其导电类型和性能 • 薄膜沉积：通过化学气相沉积法、物理气相沉积法等方法在半导体表面沉积薄膜，用于绝 缘、导电等目的
光刻工艺与蚀刻技术
光刻工艺
• 光刻胶：用于保护芯片上的特定区域，避免被蚀刻或掺杂 • 曝光：通过光源在光刻胶上形成图案，实现对芯片上特定区域的保护 • 显影：通过化学试剂将光刻胶上的图案显影出来，形成保护层或掺杂层
02
半导体集成电路的制造工艺
半导体材料的选择与制备
半导体材料的选择
• 硅：广泛应用于集成电路的制造，具有低成本、高纯度、良好的稳定性等特点 • 镓砷磷：具有高速、高频、低功耗等特点，适用于高速电子器件的制造 • 碳纳米管：具有极高的电子迁移率和机械强度，有望应用于新型集成电路的制造
半导体的基本原理ppt课件
MOSFET工作時的關鍵是 當電壓加在gate極的時候， 在gate極下面的區域會形 成一個inversion的通道
特性總介（General Characteristics）
這種轉換的現象，稱為surface-inversion現象，這樣，電流就可以通過這 個n型區從drain極流到source極。實際上，在這種狀態下，MOSFET不再 是一個n-p-n型的器件。處在drain極和source極的這個區域可被視為是一 個電阻，盡管它不象傳統電阻那樣表現出線性的狀態。正是由於這種 surface-inversion的現象，MOSFET的工作原理才徹底地與bipolar transistor不一樣，bipolar transistor在任何時候都保持其n-p-n的特性。 “電阻”
溫度效應（Effects of temperature）
Rds(on) MOSFET並沒有這種缺點， 因為它的電流是採多數載 流子的方式。多數載流子 的流動性(mobility)（在這 裡，再一次強調，mobility 是用來定義當電場存在的 情況下，多數載流子的平 mobility 均流動速率)跟silicon內部 溫度有關:溫度升高流速將 趨緩。
特性總介（General Characteristics）
相對而言，Power MOSFET是一種voltage-driven的器件，它的gate 極(如圖Figure 1(a)),跟其silicon body本身由一層薄的的SiO2隔離而 保持電氣上的絕緣。作為一種多數載流子的半導體器件，MOSFET 較之於bipolar transistor來講具有快得多的工作速度，因為在工作過 程中不存在charge-storage的現象。
結構（Structure）