MOS

MOS

 

[Abk. für Metal Oxide Semiconductor, dt. Metalloxidhalbleiter], ein Halbleiterbaustein (Halbleiter), bestehend aus einer Metallschicht (meist Kupfer oder Aluminium), die durch eine dünne Schicht aus Siliciumdioxid von dem Träger aus reinem Silicium getrennt ist. Gezielte Verunreinigungen (Dotierungen), die seitlich der Metallfläche im Silicium eingebettet sind, ermöglichen einen Stromfluss vom Metall in Richtung des Siliciumträgers, wodurch der Baustein als schnell reagierender Schalter wirkt. Abwandlungen der MOS-Bauweise bestehen aus n- oder p-leitenden Halbleiterelementen und werden entsprechend NMOS bzw. PMOS genannt. Eine Kombination dieser beiden Typen bildet der CMOS.

 

Ein MOS-Halbleiter wird erzeugt, indem man zuerst bei Temperaturen um 1000° C Sauerstoffgas über den Silicium-Wafer leitet (Wafer). Dabei bildet sich die isolierende Schicht aus Siliciumoxid. Auf sie wird meist mittels lithographischer Verfahren (Lithographie) oder Epitaxie eine Metallschicht aufgebracht. Die überstehende Siliciumoxidschicht wird entfernt und das darunter liegende Silicium dotiert. Liegt eine niedrige Spannung an einem so gefertigten MOS, so fließt kein Strom durch den Halbleiterbaustein. Erhöht man die Spannung, beginnt ein Strom zu fließen.

 

Eine weitere Abwandlung dieses Prinzips ist der noch schneller schaltende SOI-Transistor (SOI). Bei ihm wird die Siliciumoxidschicht unter einer dünnen Siliciumschicht erzeugt. Dies reduziert die notwendigen Spannungen, um den Schalter auszulösen, und sorgt für einen schnelleren Abtransport der elektrischen Ladungen.

 

Da die MOS-Technologie weniger Prozessschritte benötigt und eine höhere Integration der Bausteine ermöglicht. löste sie die TTL-Technik ab (TTL), mit der frühere Halbleiterbausteine hergestellt wurden. Die MOS-Technologie wurde damit zur wesentlichen Technik für den Bau von integrierten Halbleitern und damit für die Konstruktion von Computern. Heutzutage sind im Rahmen der Hochintegration zwischen einigen Hunderttausend und einigen Millionen derartiger Bausteine auf einem Chip integriert (MSI, VLSI, ULSI).