1. Allgemeiner Aufbau
Ein Transistor ist ein elektronisches Halbleiterbauelement das zum Schalten oder Verstärken von Strom verwendet werden kann. Der Stromfluss erfolgt über zwei Anschlüsse (Drain, Source), während der dritte (Gate) zur Steuerung dient. Neben dem Feldeffekttransistor (FET) gibt es noch einen weiteren grundlegenden Transistortyp, den Bipolartransistor. Bei ihm heißen die Anschlüsse Emitter (Source beim FET), Basis (Gate) und Kollektor (Drain). Die Funktionsweise des Bipolartransistors beruht auf Ladungsträgern beider Polaritäten (daher bipolar), Löchern und Elektronen. Beim Feldeffekttransistor, auch als unipolarer Transistor bezeichnet, sind abhängig von der Bauart entweder Elektronen oder Löcher am Stromtransport beteiligt.
Bei dem nachfolgend beschriebenen Transistor handelt es sich um einen sogenannten MOSFET (engl. metal oxide semiconductor field-effect transistor, Metall-Oxid-Halbleiter-FET). Obwohl heute meist hochdotiertes Polysilicium als Gatematerial Verwendung findet und kein Aluminium mehr zum Einsatz kommt, wird auch bei diesem Transistortyp nach wie vor die Bezeichnung MOSFET benutzt. Besser wäre in diesem Fall die Bezeichnung IGFET (engl. insulated gate FET, FET mit isoliertem Gate). Bei neuartigen Transistoren mit High-k-Metal-Gate-Technologie ist die Bezeichnung MOSFET dagegen wieder korrekt, sofern als Isolator weiterhin ein Oxid verwendet wird.
Der Transistor ist das grundlegende Bauelement in der Halbleiterfertigung, in modernen Mikrochips finden sich mehrere hundert Millionen bis Milliarden Transistoren. Durch die Kombination mehrerer Transistoren können sämtliche logische Gatter realisiert werden, um aus Eingangssignalen entsprechende logische Ausgangssignale zu erhalten. Dadurch bilden Transistoren das Herzstück eines jeden Mikroprozessors, Speicherchips usw. Der Transistor ist die von der Menschheit in der höchsten Gesamtstückzahl produzierte technische Funktionseinheit, und aus dem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken.
Der Transistor wird in der Produktion Schicht für Schicht aufgebaut. Dabei steht hier der grundlegende Aufbau eines einfachen MOSFETs im Vordergrund, die verschiedenen Möglichkeiten zur Realisierung dieser Schichten folgen in den späteren Kapiteln.