mosfet是metal-oxide-silicon field effect transistor的英文缩写，平面型器件结构，按照导电沟道的不同可以分为nmos和pmos器件。mos器件基于表面感应的原理，是利用垂直的栅压vgs实现对水平ids的控制。它是多子（多数载流子）器件。用跨导描述其放大能力。

典型的铝栅mos器件的平面和剖面结构如图所示。

nmos和pmos在结构上完全相像，所不同的是衬底和源漏的掺杂类型。简单地说，nmos是在p型硅的衬底上，通过选择掺杂形成n型的掺杂区，作为nmos的源漏区；pmos是在n型硅的衬底上，通过选择掺杂形成p型的掺杂区，作为pmos的源漏区。如图所示，两块源漏掺杂区之间的距离称为沟道长度l，而垂直于沟道长度的有效源漏区尺寸称为沟道宽度w。对于这种简单的结构，器件源漏是完全对称的，只有在应用中根据源漏电流的流向才能最后确认具体的源和漏。

器件的栅电极是具有一定电阻率的多晶硅材料，这也是硅栅mos器件的命名根据。在多晶硅栅与衬底之间是一层很薄的优质二氧化硅，它是绝缘介质，用于绝缘两个导电层：多晶硅栅和硅衬底，从结构上看，多晶硅栅-二氧化硅介质-掺杂硅衬底
(poly-si--sio2--si)
形成了一个典型的平板电容器，通过对栅电极施加一定极性的电荷，就必然地在硅衬底上感应等量的异种电荷。这样的平板电容器的电荷作用方式正是mos器件工作的基础。
工作特点
栅极控制器件
源、漏扩散区为反偏pn结，外加电压，器件不导通，处于隔离状态
外加栅极电压，直到电压达到一个阈值（称为阈值电压vt），器件导通。

关键:栅极调控
mosfet的特点
只有一种载流子(电子或空穴)
靠栅极电场进行电导调制。调制源漏之间的电阻
电场由栅极加电压的作用产生

没有少子储存效应
可以制成高速器件
目前应用最多

以sio2为栅介质时，叫mos器件，这是最常使用的器件形式。历史上也出现过以al2o3为栅介质的mas器件和以 si3n4为栅介质的mns 器件，以及以sio2+si3n4为栅介质的mnos器件，统称为金属-绝缘栅-半导体器件--mis 器件。
以al为栅电极时，称铝栅器件。以重掺杂多晶硅(poly-si) 为栅电极时， 称硅栅器件。它是当前mos器件的主流器件。 硅栅工艺是利用重掺杂的多晶硅来代替铝做为mos管的栅电极，使mos电路特性得到很大改善，它使vtp下降1.1v，也容易获得合适的vtn值并能提高开关速度和集成度。

硅栅工艺具有自对准作用，这是由于硅具有耐高温的性质。栅电极，更确切的说是在栅电极下面的介质层，是限定源、漏扩散区边界的扩散掩膜，使栅区与源、漏交迭的密勒电容大大减小，也使其它寄生电容减小，使器件的频率特性得到提高。另外，在源、漏扩散之前进行栅氧化，也意味着可得到浅结。
self aligned poly-silicon process 自对准多晶硅工艺

铝栅工艺为了保证栅金属与漏极铝引线之间有一定的间隔，要求漏扩散区面积要大些。而在硅栅工艺中覆盖源漏极的铝引线可重迭到栅区，这是因为有一绝缘层将栅区与源漏电极引线隔开，从而可使结面积减少30%~40%。
硅栅工艺还可提高集成度，这不仅是因为扩散自对准作用可使单元面积大为缩小，而且因为硅栅工艺可以使用“二层半布线”即一层铝布线，一层重掺杂多晶硅布线，一层重掺杂的扩散层布线。由于在制作扩散层时，多晶硅要起掩膜作用，所以扩散层不能与多晶硅层交叉，故称为两层半布线．铝栅工艺只有两层布线：一层铝布线，一层扩散层布线。硅栅工艺由于有两层半布线，既可使芯片面积比铝栅缩小50%又可增加布线灵活性。

当然，硅栅工艺较之铝栅工艺复杂得多，需增加多晶硅淀积、等离子刻蚀工序，而且由于表面层次多，台阶比较高，表面断铝，增加了光刻的困难，所以又发展了以si3n4作掩膜的局部氧化locos--local oxidation on silicon
(又称为 mosic 的局部氧化隔离工艺local oxidation isolation for mosic) ，或称等平面硅栅工艺。

扩散条连线由于其电容较大，漏电流也较大，所以尽量少用，一般是将相应管子的源或漏区加以延伸而成。扩散条也用于短连线，注意扩散条不能跨越多晶硅层，有时把这层连线称为“半层布线”。因硼扩散薄层电阻为30～120ω/□，比磷扩散的r□大得多，所以硼扩散连线引入的分布电阻更为可观，扩散连线的寄生电阻将影响输出电平是否合乎规范值，同时也因加大了充放电的串联电阻而使工作速度下降。因此，在cmos电路中，当使用硼扩散条做连线用时要考虑到这一点。

当在nmos的栅上施加相对于源的正电压vgs时，栅上的正电荷在p型衬底上感应出等量的负电荷，随着vgs的增加，衬底中接近硅-二氧化硅界面的表面处的负电荷也越多。其变化过程如下：当vgs比较小时，栅上的正电荷还不能使硅-二氧化硅界面处积累可运动的电子电荷，这是