作原理Р2.1 MOSFET的基本构造Р金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)简称MOSFET。它的核心结构是绝缘体、导体、掺杂的半导体衬底这三种材料叠在一起组成的。РMOS的基本结构РMOS晶体管包括源极(source)、栅极(gate)、漏极(drain),工作时会在栅极下面的半导体表面感应出与原掺杂相反类型的载流子,形成导电沟道,根据导电沟道载流子类型将MOS管分为NMOS和PMOS,称沟道载流子为电子的管子为N管,沟道载流子为空穴的管子为P管。根据栅压为0时的管子的状态又可以分为增强型MOS管和耗尽型MOS管。增强型在外加电压为0时没有导电沟道,管子截止;耗尽型刚好相反,无栅压状态下有导电沟道,管子导通,当给一定的电压条件管子将截止。下面以N管为例具体分析一下MOS管的结构。Р对于NMOS,它包括有两个n型硅区域中间夹着一个p型硅区域,P型硅区域之上覆盖了一个SiO2绝缘层和一个多晶硅形成的栅极结构。两个N型硅的扩散区通过姆接触与金属导体相连,形成源极和漏极。由于MOS结构是对称的,所以源极区和漏极区没有物理上的差别。Р在MOS结构中,栅极为控制电极,它通过控制沟道中载流子浓度和沟道宽度来实现控制源极漏极之间沟道中的电流的大小。早期的栅极的材料采用的是铝电极,然而由于采用铝电极座位栅极存在掩膜对准困难、栅极减小受限的问题,现在多采用多晶硅作为栅极导电材料。非掺杂的多晶硅实际上是绝缘体,通过掺杂,其电阻率可在很大的范围内变化,这也使得自对准工艺得以实现。工艺上实现源极、栅极、漏极等电极位置的自对准,消除了栅源漏之间的套叠,使得MOS管有较好的点穴性能。内部工艺完成后,开出接触孔,将栅源漏与外电路连接,实现它相应的功能。Р2.2 MOSFET的基本工作原理Р以增强型NMOS为例。
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