mosfet是metal-oxide-silicon field effect transistor的英文縮寫，平面型器件結(jié)構(gòu)，按照導(dǎo)電溝道的不同可以分為nmos和pmos器件。mos器件基于表面感應(yīng)的原理，是利用垂直的柵壓vgs實(shí)現(xiàn)對水平ids的控制。它是多子（多數(shù)載流子）器件。用跨導(dǎo)描述其放大能力。

典型的鋁柵mos器件的平面和剖面結(jié)構(gòu)如圖所示。

nmos和pmos在結(jié)構(gòu)上完全相像，所不同的是襯底和源漏的摻雜類型。簡單地說，nmos是在p型硅的襯底上，通過選擇摻雜形成n型的摻雜區(qū)，作為nmos的源漏區(qū)；pmos是在n型硅的襯底上，通過選擇摻雜形成p型的摻雜區(qū)，作為pmos的源漏區(qū)。如圖所示，兩塊源漏摻雜區(qū)之間的距離稱為溝道長度l，而垂直于溝道長度的有效源漏區(qū)尺寸稱為溝道寬度w。對于這種簡單的結(jié)構(gòu)，器件源漏是完全對稱的，只有在應(yīng)用中根據(jù)源漏電流的流向才能最后確認(rèn)具體的源和漏。

器件的柵電極是具有一定電阻率的多晶硅材料，這也是硅柵mos器件的命名根據(jù)。在多晶硅柵與襯底之間是一層很薄的優(yōu)質(zhì)二氧化硅，它是絕緣介質(zhì)，用于絕緣兩個導(dǎo)電層：多晶硅柵和硅襯底，從結(jié)構(gòu)上看，多晶硅柵-二氧化硅介質(zhì)-摻雜硅襯底
(poly-si--sio2--si)
形成了一個典型的平板電容器，通過對柵電極施加一定極性的電荷，就必然地在硅襯底上感應(yīng)等量的異種電荷。這樣的平板電容器的電荷作用方式正是mos器件工作的基礎(chǔ)。
工作特點(diǎn)
柵極控制器件
源、漏擴(kuò)散區(qū)為反偏pn結(jié)，外加電壓，器件不導(dǎo)通，處于隔離狀態(tài)
外加?xùn)艠O電壓，直到電壓達(dá)到一個閾值（稱為閾值電壓vt），器件導(dǎo)通。

關(guān)鍵:柵極調(diào)控
mosfet的特點(diǎn)
只有一種載流子(電子或空穴)
靠柵極電場進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制。調(diào)制源漏之間的電阻
電場由柵極加電壓的作用產(chǎn)生

沒有少子儲存效應(yīng)
可以制成高速器件
目前應(yīng)用最多

以sio2為柵介質(zhì)時，叫mos器件，這是最常使用的器件形式。歷史上也出現(xiàn)過以al2o3為柵介質(zhì)的mas器件和以 si3n4為柵介質(zhì)的mns 器件，以及以sio2+si3n4為柵介質(zhì)的mnos器件，統(tǒng)稱為金屬-絕緣柵-半導(dǎo)體器件--mis 器件。
以al為柵電極時，稱鋁柵器件。以重?fù)诫s多晶硅(poly-si) 為柵電極時， 稱硅柵器件。它是當(dāng)前mos器件的主流器件。 硅柵工藝是利用重?fù)诫s的多晶硅來代替鋁做為mos管的柵電極，使mos電路特性得到很大改善，它使vtp下降1.1v，也容易獲得合適的vtn值并能提高開關(guān)速度和集成度。

硅柵工藝具有自對準(zhǔn)作用，這是由于硅具有耐高溫的性質(zhì)。柵電極，更確切的說是在柵電極下面的介質(zhì)層，是限定源、漏擴(kuò)散區(qū)邊界的擴(kuò)散掩膜，使柵區(qū)與源、漏交迭的密勒電容大大減小，也使其它寄生電容減小，使器件的頻率特性得到提高。另外，在源、漏擴(kuò)散之前進(jìn)行柵氧化，也意味著可得到淺結(jié)。
self aligned poly-silicon process 自對準(zhǔn)多晶硅工藝

鋁柵工藝為了保證柵金屬與漏極鋁引線之間有一定的間隔，要求漏擴(kuò)散區(qū)面積要大些。而在硅柵工藝中覆蓋源漏極的鋁引線可重迭到柵區(qū)，這是因?yàn)橛幸唤^緣層將柵區(qū)與源漏電極引線隔開，從而可使結(jié)面積減少30%~40%。
硅柵工藝還可提高集成度，這不僅是因?yàn)閿U(kuò)散自對準(zhǔn)作用可使單元面積大為縮小，而且因?yàn)楣钖殴に嚳梢允褂谩岸䦟影氩季�”即一層鋁布線，一層重?fù)诫s多晶硅布線，一層重?fù)诫s的擴(kuò)散層布線。由于在制作擴(kuò)散層時，多晶硅要起掩膜作用，所以擴(kuò)散層不能與多晶硅層交叉，故稱為兩層半布線．鋁柵工藝只有兩層布線：一層鋁布線，一層擴(kuò)散層布線。硅柵工藝由于有兩層半布線，既可使芯片面積比鋁柵縮小50%又可增加布線靈活性。

當(dāng)然，硅柵工藝較之鋁柵工藝復(fù)雜得多，需增加多晶硅淀積、等離子刻蝕工序，而且由于表面層次多，臺階比較高，表面斷鋁，增加了光刻的困難，所以又發(fā)展了以si3n4作掩膜的局部氧化locos--local oxidation on silicon
(又稱為 mosic 的局部氧化隔離工藝local oxidation isolation for mosic) ，或稱等平面硅柵工藝。

擴(kuò)散條連線由于其電容較大，漏電流也較大，所以盡量少用，一般是將相應(yīng)管子的源或漏區(qū)加以延伸而成。擴(kuò)散條也用于短連線，注意擴(kuò)散條不能跨越多晶硅層，有時把這層連線稱為“半層布線”。因硼擴(kuò)散薄層電阻為30～120ω/□，比磷擴(kuò)散的r□大得多，所以硼擴(kuò)散連線引入的分布電阻更為可觀，擴(kuò)散連線的寄生電阻將影響輸出電平是否合乎規(guī)范值，同時也因加大了充放電的串聯(lián)電阻而使工作速度下降。因此，在cmos電路中，當(dāng)使用硼擴(kuò)散條做連線用時要考慮到這一點(diǎn)。

當(dāng)在nmos的柵上施加相對于源的正電壓vgs時，柵上的正電荷在p型襯底上感應(yīng)出等量的負(fù)電荷，隨著vgs的增加，襯底中接近硅-二氧化硅界面的表面處的負(fù)電荷也越多。其變化過程如下：當(dāng)vgs比較小時，柵上的正電荷還不能使硅-二氧化硅界面處積累可運(yùn)動的電子電荷，這是