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。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通常因為使用同一個基極（common bulk），所以不標示出基極的極性，而在PMOS的柵極端多加一個圓圈以示區別。MOSFET有4種類型：P溝道增強型，P溝道耗盡型，N溝道增強型，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的兩個柵極都可以控制電流大小。

NMOS邏輯同樣驅動能力的NMOS通常比PMOS所占用的面積小，因此如果只在邏輯門的設計上使用NMOS的話也能縮小芯片面積。不過NMOS邏輯雖然占的面積小，卻無法像CMOS邏輯一樣做到不消耗靜態功率，因此在1980年代中期后已經漸漸退出市場。功率MOSFET功率晶體管單元的截面圖。通常一個市售的功率晶體管都包含了數千個這樣的單元。主條目：功率晶體管功率MOSFET和前述的MOSFET元件在結構上就有著 的差異。一般集成電路里的MOSFET都是平面式（planar）的結構，晶體管內的各端點都離芯片表面只有幾個微米的距離。而所有的功率元件都是垂直式（vertical）的結構，讓元件可以同時承受高電壓與高電流的工作環境。一個功率MOSFET能耐受的電壓是雜質摻雜濃度與N型磊晶層（epitaxial layer）厚度的函數，而能通過的電流則和元件的通道寬度有關，通道越寬則能容納越多電流。

金屬—氧化層—半導體結構MOSFET在結構上以一個金屬—氧化層—半導體的電容為 （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。這樣子的結構正好等于一個電容器（capacitor），氧化層扮演電容器中介電質（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（dielectric constant）來決定。柵極多晶硅與基極的硅則成為MOS電容的兩個端點。當一個電壓施加在MOS電容的兩端時，半導體的電荷分布也會跟著改變。考慮一個P型的半導體（空穴濃度為NA）形成的MOS電容，當一個正的電壓VGB施加在柵極與基極端（如圖）時，空穴的濃度會減少，電子的濃度會增加。當VGB夠強時，接近柵極端的電子濃度會超過空穴。這個在P型半導體中，電子濃度（帶負電荷）超過空穴（帶正電荷）濃度的區域，便是所謂的反轉層（inversion layer）。MOS電容的特性決定了MOSFET的操作特性，但是一個完整的MOSFET結構還需要一個提供多數載流子（majority carrier）的源極以及接受這些多數載流子的漏極。常見的MOSFET技術有：雙柵極MOSFET。

截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區與N漂移區之間形成的PN結J1反偏，漏源極之間無電流流過。導電：在柵源極間加正電壓UGS，柵極是絕緣的，所以不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓會將其下面P區中的空穴推開，而將P區中的少子—電子吸引到柵極下面的P區表面當UGS大于UT（開啟電壓或閾值電壓）時，柵極下P區表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結J1消失，漏極和源極導電。值得一提的是采用平面式結構的功率MOSFET也并非不存在，這類元件主要用在高級的音響放大器中。平面式的功率MOSFET在飽和區的特性比垂直結構的MOSFET更好。垂直式功率MOSFET則取其導通電阻（turn-on resistance）非常小的優點，多半用來做開關切換之用。MOSFET熱穩定性優于GTR。蘇州MOSFET技術參數

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象征其通道長度減少，讓通道的等效電阻也減少，可以讓更多電流通過。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，那么這個問題就可以解決。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。不過這樣的改變同時會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壞處，而MOSFET在尺寸縮小后的切換速度也會因為上面兩個因素加總而變快。第三個理由是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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