MOSFETの構造と特徴とは? わかりやすく解説

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MOSFETの構造と特徴

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/01 07:07 UTC 版)

MOSFET」の記事における「MOSFETの構造と特徴」の解説

MOSFETは、通常p型シリコン基板上に作成されるn型MOS(NMOS) の場合p型シリコン基板上のゲート領域シリコン酸化膜とその上にゲート金属形成し、ドレイン・ソース領域には高濃度不純物イオン注入し、n型(n+型)の半導体にする。 p型MOSpMOS)の場合は、p型シリコン基板イオン注入でn層の領域作成しn型注入領域中のゲート領域シリコン酸化膜とその上にゲート金属形成し、ドレイン・ソース領域には高濃度不純物再度イオン注入し、p型(p+型)の半導体にする。 過去においては空乏層による疑似交流キャパシターのみを持つバイポーラトランジスタ他の構造FET比べると、ゲートの下に絶縁層を持つ関係上キャパシター構造的に抱えているために、原理的に動作速度遅くなる点や、トランスコンダクタンス(gm)が低い点などがMOSFET課題であったしかしながらゲート電流がほとんど流れない事やプロセス工程比較的単純であるため、一部高周波素子除き多くデジタル集積回路アナログ回路MOSFET使用されている。更に、ドレイン・ソース間抵抗低くできるため、特に電力スイッチング用途ではバイポーラトランジスタ代替した。近年では、ゲート長小さくし、ゲート絶縁体厚さ薄くすることや、SOI技術使用により、動作速度gm問題概ね解消している。シリコン製で数GHz動作可能になるシリコンMOSによる製品領域拡大し従来高速動作用として一般的だったヒ化ガリウムFET存在脅かしている。 シリコンによるMOSFET製の集積回路では、ゲート金属ではなくポリシリコン多結晶珪素)によって形成することが長い間一般的であったが、ゲートにはより抵抗値の低い金属使用したり、リーク電流を減らすためゲート絶縁体厚さ厚くできる高誘電率ゲート絶縁膜用いれば高速動作が可能で低消費電力高性能IC作れるため、米インテル社は高誘電率 (High-κ) 絶縁膜とメタルゲートとを組み合わせた新たなプロセス技術開発し2007年秋の45nmのプロセスルールによる製品製造採用するようになったその後高性能デジタル半導体製造する各社も同技術開発し製造している。 これら、MOS類似の構造についてはシリコン-酸化膜-シリコンであったり、金属-絶縁膜-シリコンであるが、同様の原理使っているため、一般にMOS半導体素子として扱われている。

※この「MOSFETの構造と特徴」の解説は、「MOSFET」の解説の一部です。
「MOSFETの構造と特徴」を含む「MOSFET」の記事については、「MOSFET」の概要を参照ください。

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