——以金属-氧化物-半导体（MOS）器件为基础的单片集成电路。主要是以硅为衬底，SiO□为氧化层的硅MOS集成电路。实际上，还有以蓝宝石为衬底，其上外延生长硅单晶层制作的MOS集成电路和以砷化镓等高迁移率材料为衬底的砷化镓MOS集成电路等。发展简况：1959年，利用场效应原理研制成MOS场效应晶体管。后又把MOS技术用于MOS集成电路的研究，并于1962年研制成功。MOS集成电路比双极型集成电路更便于实现大规模集成，所以很快地向中规模和大规模集成方向发展。1968年，出现了大规模集成电路的P沟道MOS存储器。随后，单片MOS计算器、MOS微处理器也相继于1970年和1971年间问世。20世纪60年代，MOS集成电路主要是铝栅P沟道电路。这种MOS集成电路的电源电压较高（18-20伏），常需要两个电源，而且与外部电路连接要有专门的接口电路，使用不很方便。此外，在铝栅MOS工艺中，必须先做源、漏PN结，最后才能制作铝栅（因铝层不能经受高温处理）。因而，版图设计中，栅源和栅漏需有相当的覆盖，覆盖电容较大。P沟道导电载流子空穴的迁移率比电子低，所以，铝栅P沟道MOS集成电路的速度较低，一般只能用到1-2兆赫。70年代前期研制成功硅栅N沟道MOS（NMOS）电路（见N沟道金属-氧化物-半导体集成电路），很快便取代了铝栅PMOS电路。NMOS电路的出现比PMOS电路（见P沟道金属-氧化物-半导体集成电路迟了将近10年，主要原因是NMOS电路要求更纯净的SiO□膜、更少的可动电荷和固定电荷、更低的界面态密度。硅：MOS集成电路的集成度（以动态随机存储器为代表）到1975年前后，几乎以每2年提高4倍的速度增长。这是下面三方面技术进展的结果：（1）在硅片质量不断提高的基础上，芯片面积不断增大；（2）电路设计的创新使单元电路面积不断缩小；（3）光刻精度不断提高保证了集成电路元件集成密度的持续提高。70年代后期以来，由于电路革新比较迟缓，集成度增长上升速度稍缓，但仍为每三年左右提高4倍。20世纪70年代末期之前，MOS集成电路只是在数字电路领域发挥较大的作用；在模拟量处理方面双极型集成电路处于优势。但是进入80年代以后，由于MOS大规模集成电路性能价格比不断提高，MOS数-模和模-数转换器的发展也很快。在MOS芯片上对模拟量进行离散化处理的技术有很大的发展，已研制出一些MOS模拟集成电路，如运算放大器和开关电容滤波器等。在此基础上，各种通用和专用的信号处理器产品日益增多，MOS大规模集成电路已广泛用于通信，特别是电话通信、图像和语音识别等新的领域。工艺和特点：以硅栅NMOS为例，MOS集成电路的有源元件是MOS场效应管，无源元件是MOS电容和PN结电容，有时还有多晶硅电阻。元件间的隔离利用厚氧化层（称为场氧化层）；元件间的互连线同时使用扩散（或注入）层、多晶硅层和最后的金属化层。它结构简单，元件的工艺又都是兼容的，工艺也不复杂。图5N沟道硅栅增强型-耗尽型MOS结构工艺流程是NMOS电路主要工艺流程示意图。在切割、研磨和抛光完毕的P型（100）硅衬底上，用等平面工艺（衬底薄氧化后生长Si□N□掩蔽层，光刻出场氧区，进行B+□硼场注入，然后在场区生长厚度约1微米左右的场氧化层）生长场氧化层，把非场区，即制作元件的区间刻蚀出来，进行MOS场效应管和MOS电容的栅氧化（此前，如需要进行栅区注入，应增加相应的光刻和注入工艺）；刻出多晶硅与扩散区相接的接触孔（埋孔）；进行掺杂（一般掺磷），多晶硅化学汽相淀积（CVD）；如需要多晶硅电阻，则要利用光刻掩蔽对多晶硅电阻区单独进行特定剂量的离子注入（用磷和砷）；光刻多晶硅，刻出栅和多晶硅连线，并暴露出需要掺杂或注入的区域（包括源、漏衬底内的连线区）；进行扩散和离子注入（必要时，加入光刻限定扩散和注入区）；短时间低温热氧化后，用化学汽相淀积工艺淀积磷硅玻璃，光刻出铝层与多晶硅、扩散区、注入区的接触孔；短时间加温，使磷硅玻璃体稍有流动，以钝化台阶陡度，后蒸发铝层，再合金化、光刻铝布线和压焊块，最后进行中间测试、压焊、封装、成品测试。对于复杂的MOS大规模集成电路中间还有一些工艺步骤，一般需要经过8、9道乃至10道以上的光刻步骤。MOS大规模集成电路工艺，实质上就是一般的硅平面工艺，只是增加了以下一些工艺步骤：（1）多晶硅技术；（2）等平面场氧化技术，提高连线的可靠性，保证有效的场隔离；（3）利用定剂量的离子注入技术调整MOS场效应管的阈电压。与双极型集成电路相比，MOS集成电路的特点是：（1）结构简单，隔离方便（除CMOS外，有PN结自动隔离，只须用较厚的下面注有浓硼的场氧化层即可实现有效隔离）；（2）MOS场效应管为双向器件（源、漏结构对称）又有多晶硅作为一层布线层。布线方便，设计灵活性高，版图占面积小；（3）MOS电路的功耗低于双极型电路，与双极型集成电路相比，更适宜于高密度集成；（4）MOS集成电路具有动态工作独特的能力；（5）MOS场效应管是多子器件，其温度特性优于双极型集成电路。但是，硅MOS集成电路的速度还比不上ECL等高速双极集成电路。一般认为，MOS集成电路的功耗低，集成度高，宜于数字应用；双极型集成电路则适用于高速数字和模拟方面。发展方向：MOS集成电路的主要发展方向有：（1）进一步提高集成密度和电路复杂性，即由集成电路向集成系统发展。（2）超高速化和微功耗化。军事应用已对超高速集成电路提出迫切的要求，许多国家大力发展超高速集成电路，主要是砷化镓大规模集成电路。由于在砷化镓、磷化铟等半导体中业已发现，当沟道缩短到亚微米以下时，会出现饱和速度过冲及冲击式的电输运现象，并利用分子束外延制成高电子迁移率晶体管等高速集成器件，为MOS集成电路的超高速化开辟了新的前景。（3）研究三维集成技术和研制以新型器件为基础的集成电路。集成系统日趋复杂，连线所占的芯片面积越来越大，连线的设计也越来越困难和费时，所以具有多层元件布局的MOS大规模集成结构受到很大重视。