當芯片上的晶體管數量大幅增加后，有一個無法避免的問題也跟著發生了，那就是芯片的發熱量也大幅增加。一般的集成電路元件在高溫下操作可能會導致切換速度受到影響，或是導致可靠度與壽命的問題。在一些發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來緩和這個問題。在功率晶體管（Power MOSFET）的領域里，通道電阻常常會因為溫度升高而跟著增加，這樣也使得在元件中pn-接面（pn-junction）導致的功率損耗增加。假設外置的散熱系統無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。Power MOSFET全稱功率場效應晶體管。杭州MOSFET失效分析

常見的MOSFET技術：雙柵極MOSFET，雙柵極（dual-gate）MOSFET通常用在射頻（Radio Frequency,RF）集成電路中，這種MOSFET的兩個柵極都可以控制電流大小。在射頻電路的應用上，雙柵極MOSFET的第二個柵極大多數用來做增益、混頻器或是頻率轉換的控制。耗盡型MOSFET，一般而言，耗盡型（depletion mode）MOSFET比前述的增強型（enhancement mode）MOSFET少見。耗盡型MOSFET在制造過程中改變摻雜到通道的雜質濃度，使得這種MOSFET的柵極就算沒有加電壓，通道仍然存在。如果想要關閉通道，則必須在柵極施加負電壓。耗盡型MOSFET的應用是在“常閉型”（normally-off）的開關，而相對的，加強式MOSFET則用在“常開型”（normally-on）的開關上。南通低壓N+NMOSFET定制MOSFET在數字信號處理上主要的成功來自CMOS邏輯電路的發明。

柵極氧化層隨著MOSFET尺寸變小而越來越薄，主流的半導體制程中，甚至已經做出厚度 有1.2納米的柵極氧化層，大約等于5個原子疊在一起的厚度而已。在這種尺度下，所有的物理現象都在量子力學所規范的世界內，例如電子的穿隧效應（tunneling effect）。因為穿隧效應，有些電子有機會越過氧化層所形成的位能障壁（potential barrier）而產生漏電流，這也是 集成電路芯片功耗的來源之一。為了解決這個問題，有一些介電常數比二氧化硅更高的物質被用在柵極氧化層中。例如鉿（Hafnium）和鋯（Zirconium）的金屬氧化物（二氧化鉿、二氧化鋯）等高介電常數的物質均能有效降低柵極漏電流。柵極氧化層的介電常數增加后，柵極的厚度便能增加而維持一樣的電容大小。而較厚的柵極氧化層又可以降低電子透過穿隧效應穿過氧化層的機率，進而降低漏電流。不過利用新材料制作的柵極氧化層也必須考慮其位能障壁的高度，因為這些新材料的傳導帶（conduction band）和價帶（valence band）和半導體的傳導帶與價帶的差距比二氧化硅小（二氧化硅的傳導帶和硅之間的高度差約為8ev），所以仍然有可能導致柵極漏電流出現。

MOSFET當一個夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極（source）之間時，電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷，而這時所謂的“反型層”（inversion channel）就會形成。通道的極性與其漏極（drain）與源極相同，假設漏極和源極是N型，那么通道也會是N型。通道形成后，MOSFET即可讓電流通過，而依據施于柵極的電壓值不同，可由MOSFET的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。 半導體元件的材料通常以硅（silicon）為 ，但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的制程MOSFET需要的驅動功率小，開關速度快，工作頻率高；

NPN型的MOSFET是怎么導通的呢？首先，在柵極加正電壓，這樣就會排斥襯底——P型硅中的正電荷，同時吸引負電荷，這樣在漏極與源極之間形成一層負電荷區域，這時再火上澆油在漏極加上正電壓，源極加上負電壓。至于怎么分辨MOSFET的電路符號是N溝道還是P溝道。溝道的正負，就是襯底中通道的正負。電路符號中的箭頭表示的是電子的流向。可以看到N溝道的電路符號中的箭頭是指向柵極的，襯底下堆積的就是一層負電子，而這層負電子從漏極和源極的角度看，就是一條電子從源極通往漏極的溝，所以這個溝就叫做negative溝道，簡稱N溝道。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。張家港MOSFET晶體管

越來越多模擬信號處理的集成電路可以用MOSFET來實現。杭州MOSFET失效分析

MOSFET的結構：用一塊P型硅半導體材料作襯底，在其面上擴散了兩個N型區，再在上面覆蓋一層二氧化硅(SiO2）絕緣層，在N區上方用腐蝕的方法做成兩個孔，用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內做成三個電極：G(柵極）、S（源極）及D（漏極），出柵極G與漏極D及源極S是絕緣的，D與S之間有兩個PN結。一般情況下，襯底與源極在內部連接在一起，這樣，相當于D與S之間有一個PN結。常見的N溝道增強型MOSFET的基本結構圖。為了改善某些參數的特性，如提高工作電流、提高工作電壓、降低導通電阻、提高開關特性等有不同的結構及工藝，構成所謂VMOS、DMOS、TMOS等結構。雖然有不同的結構，但其工作原理是相同的。杭州MOSFET失效分析

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