【中華百科全書●工學●金氧半導體】

楊籍富

【中華百科全書●工學●金氧半導體】

 

金氧半導體是一種由金屬、氧化物和半導體三種材料組合而成的三層結構。

 

底下一層半導體材料，一般為矽（Si）結晶片，稱為基片，可為n型或P型。

 

中間一層氧化物，由底層之矽結晶片氧化而成（SiO2），是一種絕緣材料。

 

最上一層金屬薄膜，以真空蒸鍍法使鋁金屬覆蓋在氧化層上而成。

 

合稱金屬氧化物半導體（Metal-Oxide-Semi-conductor），簡稱金氧半（MOS）。

 

金氧半結構是製造積體電路（IC）的基礎。

 

做成的基體電路，主要單位是金氧半場效電晶體（MOSFET），也簡稱「金氧半」。

 

金氧半場效電晶體有三只端點，分別為源極、汲極和閘極。

 

在覆蓋金屬薄膜之前，先用蝕刻法以化學藥品於適當位置和範圍將氧化層去除，露出部分半導體基片。

 

再將裸露部分以雜質擴散法轉變成和原來形式相反之半導體，是為源極或汲極。

 

然後覆上金屬薄膜，再以化學藥品將金屬薄膜蝕刻成適當的形狀。

 

覆於源極和汲極部分之金屬予以保留，做接線之用。

 

源極到汲極之間，氧化層之上，留有一段金屬薄膜，不和源極或汲極相連，是為閘極。

 

源極、汲極及中間之閘極即構成一電晶體。

 

閘極之下，源極和汲極之間，屬半導體之部分，稱為通道。

 

原基片若為p型，則此通道稱為n通道，所成之電晶體稱做PMOS；

 

原基片若為n形，則此通道稱為p通道，所成之電晶體稱做NMOS。

 

金氧半電晶體，若只用源極與閘極或汲極與閘極，則因中間隔有氧化物絕緣質，即成一電容，是為金氧半電容（MOSCapacitor）。

 

金氧半結構不僅可以做成電子電路，也可以做成記憶體。

 

金氧半積體電路所積電路元件為數極夥，指甲大小不到之金氧半積體電路，所積電晶體數目，動輒以百萬計。

 

且因製做簡單、成本低廉，而可靠度極高，耗電量又小，已引發另一次之工業革命。

 

（郭明彥）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=3092