ترانزیستور ماسفت با کانال تشکیل شده از سیلیکن کاربید با گیت دو ماده ای

افزاره های ساخته شده با سیلیکن کاربید پتانسیل گسترده ای را برای چگالی توان بالا و کاربردهای کلیدزنی دمای بالا نشان می دهند. در میان چندگونه های سیلیکن کاربیدی، گونه 4h-sic با توجه به موبیلیتی ذاتی بالایی که دارد به عنوان امیدبخش ترین نوع برای پیشرفت افزاره های قدرت مطرح می باشد. در میان تمام ساختارهای افزاره های قدرت، ترانزیستورهای اثر میدانی اکسید فلزی (ماسفت) ساخته شده با 4h-sic بواسطه داشتن مقاومت گیت بسیار بالا، کنترل ساده گیت و سرعت کلیدزنی بالا بیشترین توجه را به خود جلب کرده اند. با این حال اثرات کانال کوتاه به عنوان چالش قابل توجهی برای جلوگیری از پیشرفت ترانزیستورهای قدرت اثر میدانی اکسید فلزی سیلیکن کاربیدی باقی مانده اند. بهبود عملکرد و کاهش اثرات کانال کوتاه به عنوان دو مسئله اساسی در توسعه ترانزیستورهای ماسفت سیلیکن کاربیدی می باشد. زیرا کارایی زیاد و داشتن رفتاری شبیه به ترانزیستورهای با طول بلند نیازی اساسی برای ماسفت های با طول کوتاه سیلیکن کاربیدی است. این پایان نامه بر روی روش مشهوری برای دستیابی به این اهداف تمرکز دارد. یک ماسفت سیلیکن کاربیدی جدید با گیت دوماده ای برای اولین بار معرفی شده است. مشخصه منحصر بفرد این ماسفت سیلیکن کاربیدی گیت آن است که از ترکیب افقی دو فلز با تابع کار متفاوت تشکیل شده است. این ساختار جدید گیت مزایایی را بواسطه اختلاف در تابع کار مواد بصورتی بوجود می آورد که حامل ها در کانال سریعتر شتاب می گیرند و پتانسیل کانال نزدیک به سورس پس از اشباع از ولتاژ درین مصون می ماند. بنابراین جریان رانش و رسانایی متقابل در ماسفت سیلیکن کاربیدی با گیت دوماده ای در مقایسه با ماسفت سیلیکن کاربیدی معمولی افزایش می یابد. علاوه بر این مشاهده شد که اثرات کانال کوتاه مانند مدولاسیون طول کانال، کاهش سد با ولتاژ درین و اثر الکترون داغ بصورت قابل توجهی کاهش یافتند.