當(dāng)芯片上的晶體管數(shù)量大幅增加后，有一個(gè)無(wú)法避免的問(wèn)題也跟著發(fā)生了，那就是芯片的發(fā)熱量也大幅增加。一般的集成電路元件在高溫下操作可能會(huì)導(dǎo)致切換速度受到影響，或是導(dǎo)致可靠度與壽命的問(wèn)題。在一些發(fā)熱量非常高的集成電路芯片如微處理器，需要使用外加的散熱系統(tǒng)來(lái)緩和這個(gè)問(wèn)題。在功率晶體管（Power MOSFET）的領(lǐng)域里，通道電阻常常會(huì)因?yàn)闇囟壬叨黾樱@樣也使得在元件中pn-接面（pn-junction）導(dǎo)致的功率損耗增加。假設(shè)外置的散熱系統(tǒng)無(wú)法讓功率晶體管的溫度保持在夠低的水平，很有可能讓這些功率晶體管遭到熱破壞（thermal runaway）的命運(yùn)。MOSFET的尺寸變小意味著柵極面積減少。張家港低壓N+PMOSFET失效分析

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（表示此元件的通道為P型）；反之若箭頭從基極指向通道，則表示基極為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。MOSFET有4種類型：P溝道增強(qiáng)型，P溝道耗盡型，N溝道增強(qiáng)型，N溝道耗盡型。杭州P-CHANNELMOSFET定制雙柵極MOSFET通常用在射頻集成電路，這種MOSFET的兩個(gè)柵極都可以控制電流大小。

NMOS邏輯同樣驅(qū)動(dòng)能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小，因此如果只在邏輯門的設(shè)計(jì)上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過(guò)NMOS邏輯雖然占的面積小，卻無(wú)法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態(tài)功率，因此在1980年代中期后已經(jīng)漸漸退出市場(chǎng)。功率MOSFET功率晶體管單元的截面圖。通常一個(gè)市售的功率晶體管都包含了數(shù)千個(gè)這樣的單元。主條目：功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結(jié)構(gòu)上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式（planar）的結(jié)構(gòu)，晶體管內(nèi)的各端點(diǎn)都離芯片表面只有幾個(gè)微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式（vertical）的結(jié)構(gòu)，讓元件可以同時(shí)承受高電壓與高電流的工作環(huán)境。一個(gè)功率MOSFET能耐受的電壓是雜質(zhì)摻雜濃度與N型磊晶層（epitaxial layer）厚度的函數(shù)，而能通過(guò)的電流則和元件的通道寬度有關(guān)，通道越寬則能容納越多電流。

金屬—氧化層—半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)MOSFET在結(jié)構(gòu)上以一個(gè)金屬—氧化層—半導(dǎo)體的電容為 （如前所述， 的MOSFET多半以多晶硅取代金屬作為其柵極材料），氧化層的材料多半是二氧化硅，其下是作為基極的硅，而其上則是作為柵極的多晶硅。這樣子的結(jié)構(gòu)正好等于一個(gè)電容器（capacitor），氧化層扮演電容器中介電質(zhì)（dielectric material）的角色，而電容值由氧化層的厚度與二氧化硅的介電常數(shù)（dielectric constant）來(lái)決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個(gè)端點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)電壓施加在MOS電容的兩端時(shí)，半導(dǎo)體的電荷分布也會(huì)跟著改變?？紤]一個(gè)P型的半導(dǎo)體（空穴濃度為NA）形成的MOS電容，當(dāng)一個(gè)正的電壓VGB施加在柵極與基極端（如圖）時(shí)，空穴的濃度會(huì)減少，電子的濃度會(huì)增加。當(dāng)VGB夠強(qiáng)時(shí)，接近柵極端的電子濃度會(huì)超過(guò)空穴。這個(gè)在P型半導(dǎo)體中，電子濃度（帶負(fù)電荷）超過(guò)空穴（帶正電荷）濃度的區(qū)域，便是所謂的反轉(zhuǎn)層（inversion layer）。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性，但是一個(gè)完整的MOSFET結(jié)構(gòu)還需要一個(gè)提供多數(shù)載流子（majority carrier）的源極以及接受這些多數(shù)載流子的漏極。常見(jiàn)的MOSFET技術(shù)有：雙柵極MOSFET。

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(wú)電流流過(guò)。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(guò)。但柵極的正電壓會(huì)將其下面P區(qū)中的空穴推開(kāi)，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(kāi)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(guò)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(lái)做開(kāi)關(guān)切換之用。MOSFET熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR。蘇州MOSFET技術(shù)參數(shù)

早期MOSFET的柵極（gate electrode）使用金屬作為其材料。張家港低壓N+PMOSFET失效分析

為何要把MOSFET的尺寸縮小基于以下幾個(gè)理由，我們希望MOSFET的尺寸能越小越好。 ，越小的MOSFET象征其通道長(zhǎng)度減少，讓通道的等效電阻也減少，可以讓更多電流通過(guò)。雖然通道寬度也可能跟著變小而讓通道等效電阻變大，但是如果能降低單位電阻的大小，那么這個(gè)問(wèn)題就可以解決。其次，MOSFET的尺寸變小意味著柵極面積減少，如此可以降低等效的柵極電容。此外，越小的柵極通常會(huì)有更薄的柵極氧化層，這可以讓前面提到的通道單位電阻值降低。不過(guò)這樣的改變同時(shí)會(huì)讓柵極電容反而變得較大，但是和減少的通道電阻相比，獲得的好處仍然多過(guò)壞處，而MOSFET在尺寸縮小后的切換速度也會(huì)因?yàn)樯厦鎯蓚€(gè)因素加總而變快。第三個(gè)理由是MOSFET的面積越小，制造芯片的成本就可以降低，在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。一片集成電路制程使用的晶圓尺寸是固定的，所以如果芯片面積越小，同樣大小的晶圓就可以產(chǎn)出更多的芯片，于是成本就變得更低了。張家港低壓N+PMOSFET失效分析

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