Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
MOS-Technik
MỌS-Technik[MOS: Abk. von engl. Metal oxide semiconductor, »Metall-Oxid-Halbleiter«], Basistechnologie bei der Herstellung diskreter und integrierter Halbleiterbauelemente bzw. Funktionselemente, bes. Feldeffekttransistoren (Transistor), aber auch MOS-Kondensatoren, -Widerstände und -Speicherelemente, wobei SiO2 oder das natürl. Oxid des Substrats als Isolierschicht verwendet wird. Die MOS-T. gestattet die Herstellung integrierter Schaltungen (IC) großer Komplexität und Packungsdichte, wobei die Planartechnik angewendet wird. Wegen größerer Fertigungstoleranzen passiver Bauelemente sowie der höheren Leistungsaufnahme der Widerstände werden in MOS-Schaltungen passive Komponenten nach Möglichkeit durch aktive ersetzt. Aufgrund der höheren Beweglichkeit von Elektronen gegenüber Löchern sind in PMOS-Technik hergestellte Bausteine (gekennzeichnet durch MOS-Transistoren mit p-leitendem Kanal) erheblich langsamer (typ. Arbeitsgeschwindigkeit 100 statt 30 ns/Stufe) als die in der weiterentwickelten NMOS-Technik hergestellten Bausteine (durch MOS-Transistoren mit n-leitendem Kanal gekennzeichnet). Die PMOS-Technik ist die ursprüngl. Herstellungsform, sie findet heute im Wesentlichen nur noch für Taschenrechner Verwendung. Für andere Anwendungen, z. B. in Halbleiterspeichern oder Mikroprozessoren, werden fast ausschl. NMOS-Schaltkreise benutzt. Da eine kostengünstige Integration nur bei direkter Kopplung aller Bauelemente erreichbar ist, werden vorwiegend n-Kanal-MOSFET vom Anreicherungstyp verwendet, die mit weniger Fertigungsschritten herstellbar sind als Verarmungs-MOSFET, mit denen die höchste Packungsdichte erreicht wird. Man kann auch MOS-Schaltungen aufbauen, bei denen n-Kanal- und p-Kanal-Komponenten auf demselben Chip integriert sind (CMOS-Technik). Bei diesen Schaltkreisen werden alle p-leitenden Bereiche in n-leitendem Material isoliert. Die komplizierte Fertigung lohnt sich für Anwendungen wie Rechner und Uhren, da CMOS-Bauelemente einen sehr niedrigen Stromverbrauch haben und sich durch hohe Störsicherheit u. a. auszeichnen. Weitere Entwicklungen sind ladungsgekoppelte Schaltungen sowie die ESFI-Technik, bei der die Transistoren in einer dünnen Siliciumschicht, die auf einem nichtleitenden Substrat aufgebracht ist, erzeugt werden. Den Vorteilen der MOS-T. im Vergleich zur Bipolartechnik, z. B. hohe Integrationsdichte, geringe Verlustleistung, einfacher Fertigungsprozess und niedrige Herstellungskosten, stehen als Nachteile die geringere Arbeitsgeschwindigkeit und die niedrigere Ausgangsleistung gegenüber. Die Arbeitsgeschwindigkeit in einem MOSFET hängt von der Breite des Gate-Bereichs ab, die durch das Auflösungsvermögen des lithograph. Prozesses begrenzt wird. Zwar sind MOS-Schaltkreise nicht für Analogfunktionen geeignet, dafür jedoch bes. zur Großintegration von digitalen Schaltungen.
MỌS-Technik[MOS: Abk. von engl. Metal oxide semiconductor, »Metall-Oxid-Halbleiter«], Basistechnologie bei der Herstellung diskreter und integrierter Halbleiterbauelemente bzw. Funktionselemente, bes. Feldeffekttransistoren (Transistor), aber auch MOS-Kondensatoren, -Widerstände und -Speicherelemente, wobei SiO2 oder das natürl. Oxid des Substrats als Isolierschicht verwendet wird. Die MOS-T. gestattet die Herstellung integrierter Schaltungen (IC) großer Komplexität und Packungsdichte, wobei die Planartechnik angewendet wird. Wegen größerer Fertigungstoleranzen passiver Bauelemente sowie der höheren Leistungsaufnahme der Widerstände werden in MOS-Schaltungen passive Komponenten nach Möglichkeit durch aktive ersetzt. Aufgrund der höheren Beweglichkeit von Elektronen gegenüber Löchern sind in PMOS-Technik hergestellte Bausteine (gekennzeichnet durch MOS-Transistoren mit p-leitendem Kanal) erheblich langsamer (typ. Arbeitsgeschwindigkeit 100 statt 30 ns/Stufe) als die in der weiterentwickelten NMOS-Technik hergestellten Bausteine (durch MOS-Transistoren mit n-leitendem Kanal gekennzeichnet). Die PMOS-Technik ist die ursprüngl. Herstellungsform, sie findet heute im Wesentlichen nur noch für Taschenrechner Verwendung. Für andere Anwendungen, z. B. in Halbleiterspeichern oder Mikroprozessoren, werden fast ausschl. NMOS-Schaltkreise benutzt. Da eine kostengünstige Integration nur bei direkter Kopplung aller Bauelemente erreichbar ist, werden vorwiegend n-Kanal-MOSFET vom Anreicherungstyp verwendet, die mit weniger Fertigungsschritten herstellbar sind als Verarmungs-MOSFET, mit denen die höchste Packungsdichte erreicht wird. Man kann auch MOS-Schaltungen aufbauen, bei denen n-Kanal- und p-Kanal-Komponenten auf demselben Chip integriert sind (CMOS-Technik). Bei diesen Schaltkreisen werden alle p-leitenden Bereiche in n-leitendem Material isoliert. Die komplizierte Fertigung lohnt sich für Anwendungen wie Rechner und Uhren, da CMOS-Bauelemente einen sehr niedrigen Stromverbrauch haben und sich durch hohe Störsicherheit u. a. auszeichnen. Weitere Entwicklungen sind ladungsgekoppelte Schaltungen sowie die ESFI-Technik, bei der die Transistoren in einer dünnen Siliciumschicht, die auf einem nichtleitenden Substrat aufgebracht ist, erzeugt werden. Den Vorteilen der MOS-T. im Vergleich zur Bipolartechnik, z. B. hohe Integrationsdichte, geringe Verlustleistung, einfacher Fertigungsprozess und niedrige Herstellungskosten, stehen als Nachteile die geringere Arbeitsgeschwindigkeit und die niedrigere Ausgangsleistung gegenüber. Die Arbeitsgeschwindigkeit in einem MOSFET hängt von der Breite des Gate-Bereichs ab, die durch das Auflösungsvermögen des lithograph. Prozesses begrenzt wird. Zwar sind MOS-Schaltkreise nicht für Analogfunktionen geeignet, dafür jedoch bes. zur Großintegration von digitalen Schaltungen.