CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor， 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝技術(shù)是當(dāng)今集成電路制造的主流技術(shù)，99% 的 IC 芯片，包括大多數(shù)數(shù)字、模擬和混合信號IC，都是使用 CMOS 技術(shù)制造的。

什么是P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體？

P型半導(dǎo)體是將三價元素（如硼或鎵）摻雜到硅中產(chǎn)生的。三價原子的外層有3個電子，與相鄰的硅原子共享時，會形成一個空穴，當(dāng)其他電子填補(bǔ)這個空穴時，空穴就會移動到新的位置，并形成電流。

N型半導(dǎo)體是將五價元素（如磷、砷）摻雜到硅中產(chǎn)生的。五價原子的外層有5個電子，其中4個與相鄰的硅原子共享，形成共價鍵，而第5個電子由于與核的結(jié)合力較弱，容易變?yōu)樽杂呻娮樱杂呻娮右苿觿t形成電流。

CMOS的發(fā)展歷程？

先由PMOS發(fā)展到NMOS，又發(fā)展為CMOS，目前CMOS技術(shù)漸漸不能勝任需求，又發(fā)展出BiCOMS、BCD 和HV-CMOS 等多個變種工藝技術(shù)。

在PMOS晶體管中，源極（Source）和漏極（Drain）是由p型半導(dǎo)體制成，襯底（Substrate）是n型半導(dǎo)體。當(dāng)在柵極（Gate）和源極之間施加負(fù)電壓時，空穴被吸引到柵極下方形成導(dǎo)電通道，使電流能夠通過。

NMOS（N型金屬氧化物半導(dǎo)體）NMOS 晶體管采用相反的方法。源極和漏極采用n型半導(dǎo)體，襯底采用p型半導(dǎo)體。當(dāng)柵極相對于源極呈正電壓時，會在N型硅基底和氧化層之間形成負(fù)電荷載流子導(dǎo)電的“溝道”，實(shí)現(xiàn)電流的導(dǎo)通。

CMOS技術(shù)是將NMOS和PMOS晶體管集成在同一個IC上的技術(shù)。在CMOS電路中，NMOS和PMOS晶體管是互相補(bǔ)充的關(guān)系，即當(dāng)一個導(dǎo)通時，另一個關(guān)閉。

CMOS的優(yōu)點(diǎn)

1，功耗極低：在沒有信號變化時，一個CMOS邏輯門中要么是NMOS導(dǎo)通要么是PMOS導(dǎo)通。因此，靜態(tài)功耗很低，只有在信號切換時才有顯著功耗。較低的功耗意味著與單獨(dú)基于 PMOS 或 NMOS 的 IC 相比，基于CMOS 技術(shù)的 IC 產(chǎn)生的熱量更少。

2，高抗噪性

3，集成度更高：隨著工藝技術(shù)的發(fā)展，晶體管的尺寸不斷縮小。在同樣的芯片面積內(nèi)集成更多的晶體管，從而提高了集成度。且CMOS技術(shù)支持模擬和數(shù)字電路的集成，這使得在單一芯片上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)級功能，例如系統(tǒng)級芯片（SoC）就是將處理器、內(nèi)存、mems等多種功能集成在單一芯片上的技術(shù)。

CMOS的應(yīng)用場景

CMOS技術(shù)用于構(gòu)建集成電路（IC）芯片，包括微處理器、微控制器、存儲芯片和其他數(shù)字邏輯電路。CMOS 技術(shù)還用于模擬電路，例如圖像傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、射頻電路( RF CMOS ) 等。

審核編輯：劉清