半导体器件知多少（45）－－－金属-氧化物-半导体电容器
“金属-氧化物-半导体”（MOS），是一般“金属-绝缘体-半导体”（MOS）结构的特殊情况。由于硅上热生长的氧化物是{wy}的高质量氧化物-半导体界面，所以MOS意味着硅衬底上有热生长的硅氧化物。尽管其名字使用了金属栅，但是其它栅极材料（如多晶硅和硅化物）也都用相同的名字来称呼。
1959年，首次提出采用MOS结构作变容二极管，它将是p-n结变容二极管的竞争对象。1960年，采用高压水汽氧化方法制作出{dy}个实际的MOS器件 。于是，便导致{sg}MOSFET的面世，其成功的关键依赖于MOS电容器的质量。研究人员把MOS电容器作为研究半导体表面和氧化物特性的强有力工具，作为结二极管和双极晶体管的表面钝化，作为有效扩散掩蔽层及电气隔离，因此大大推动了它的发展。
在MOS电容器结构中，氧化层通常采用热生长方法生长，可得到良好的界面和氧化层质量。其中的工艺技巧，一般是在氧化过程中引入微量氯化物（如HCl），使纳浓度降低到{zd1}限度（纳是可移动电荷的主要来源）。金属栅可以采用蒸发或溅射方法在真空中进行淀积。通常使用多晶硅栅，采用LPCVD淀积，同时随后再采用扩散或离子注入掺杂。在淀积栅以后，可以通过在含氢气体（也称为合成气体）环境中进行低温（约5000C）退火来进一步改进界面质量。
MOS电容能够用作变容二极管，与其它类型的变容二极管（如p-n结和肖特基势垒二极管）比较，它具有更小的漏电和更宽的电容范围。它也是MOSFET或CCD的心脏。作为半导体表面和介质的强有力分析工具，能够归纳出以下特性：
1. 半导体能带弯曲和耗尽宽度； 2. 半导体雪崩击穿电场； 3. 半导体掺杂分布； 4. 半导体少数载流子寿命； 5. 半导体介质常数； 6. 半导体表面复合率； 7. 氧化层厚度或氧化层介质常数； 8. 氧化层击穿电场； 9. 氧化层电荷； 10. 氧化层中的热载流子俘获； 11. 界面陷阱密度分布； 12. 界面陷阱俘获几率； 13. 半导体和栅材料之间的功函数差； 14. 半导体和氧化层中的隧穿； 15. 反型层中的量子效应。 通过对衬底进行重掺杂或把电压范围限制在恒定电容范围以内，就能够把MOS电容器用作固定电容器。MOS电容器的一个非常重要的应用领域是动态随机存取存储器（DRAM）单元中的存储电容器。在这种特殊例子中，为了得到大的电容量，可使其表面面积达到{zd0}限度，而且已采用不同的方法（如使用沟槽）得到实现。
