金屬氧化物半導體場效電晶體的結構

2021-01-10 OFweek維科網

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上圖是一個NMOS的截面圖。MOSFET的核心是位於中央的MOS電容,左右兩側是它的源極與漏極。源極與漏極的特性必須同為NMOS或是同為PMOS。

圖中NMOS的源極與漏極上標示的「N+」代表著兩方面涵義:(1)N代表摻雜(doped)在源極與漏極區域的雜質極性為N;(2)「+」代表這個區域為高摻雜濃度區域(heavily doped region),也就是這個區域的電子濃度遠高於其他區域。在源極與漏極之間被一個極性相反的區域隔開,也就是所謂的基極(or基體)區域。如果是NMOS,那麼其基體區的摻雜就是P型。反之,對PMOS而言,基體應該是N型,而源極與漏極則為P型。

對這個NMOS而言,真正用來作為溝道、讓載流子通過的只有MOS電容正下方半導體的表面區域。當一個正電壓施加在柵極上,帶負電的電子就會被吸引至表面,形成溝道,讓N型半導體的多數載流子—電子可以從源極流向漏極。如果這個電壓被移除,或是放上一個負電壓,那麼溝道就無法形成,載流子也無法在源極與漏極之間流動,也就是可以透過柵極的電壓控制溝道的開關。

假設工作的對象換成PMOS,那麼源極與漏極為P型、基體則是N型。在PMOS的柵極上施加負電壓,則半導體上的空穴會被吸引到表面形成溝道,半導體的多數載流子—空穴則可以從源極流向漏極。假設這個負電壓被移除,或是加上正電壓,那麼溝道無法形成,一樣無法讓載流子在源極和漏極間流動。

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