Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
MOSFET ist die Abkürzung für Metal Oxide Semiconductor (auch: Silicon) Field Effect Transistor (engl. für Metalloxid-Halbleiter-/ -Silizium-Feldeffekttransistor).
Statt der pnp oder npn-Struktur eines Bipolar-Transistors wird als Gate eine Metallschicht über eine isolierende Siliziumdioxidschicht zwischen Source und Drain gelegt. Normalerweise wirkt das darunterliegende, leicht p-dotierte Silizium (Kanal) sperrend, so dass kein Strom zwischen den beiden Kontakten Source und Drain fließen kann. Wenn über den Gate eine Spannung angelegt wird, erzeugt diese eine Inversion in dem Kanal, so dass Ladungsträger zwischen Source und Drain fließen können.
Ein Nachteil des MOSFET liegt in seinen prinzipiell schlechten Hochfrequenzeigenschaften aufgrund der geringen Oberflächenbeweglichkeit der Ladungsträger im Kanal. Erst durch die extreme Verkleinerung (Skalierung) des Bauelementes in den Deep-Submikrometerbereich wird der MOSFET für Anwendungen oberhalb von 1GHz interessant. Ein Vorteil gegenüber Bipolartransistoren ist, dass die Leitfähigkeit zwischen Source und Drain stromlos (kapazitiv) gesteuert wird. Er ist außerdem wegen seines einfachen Herstellungsprozesses besonders für integrierte Schaltungen geeignet.
Wie auch beim Bipolartransistor gibt es zwei komplementäre Bauformen: n-Kanal MOSFET und p-Kanal MOSFET. Diese können jeweils noch in selbstsperrende (enhancement transistor) und selbstleitende (depletion transistor) Typen unterschieden werden.
Historisch gesehen ist das MOSFET-Prinzip wesentlich länger bekannt als der Bipolartransistor. Die ersten Patentanmeldungen stammen aus den Jahren 1926 (von Julius Edgar Lilienfeld) und 1934 (Oskar Heil). Die ersten MOSFETs wurden allerdings erst 1960 gefertigt, als mit dem Silizium/Siliziumdioxid ein Materialsystem zur Verfügung stand, mit dem sich eine reproduzierbar gute Halbleiter-Isolator-Grenzfläche herstellen ließ. Damit verbunden war die Abkehr vom Germanium als Basismaterial und steigende Anforderungen an die Fertigungsbedingungen (Reinräume, strenge Temperaturregime).