Jabarkan Sejarah dari MOSFET

Prinsip dasar dari transistor efek-medan (FET) pertama kali diusulkan oleh fisikawan Austria-Hungaria Julius Edgar Lilienfeld pada tahun 1926, ketika dia mengisi paten pertama untuk transistor efek-medan gerbang-terisolasi (IGFET). Selama dua tahun berikutnya dia menjelaskan berbagai struktur FET. Dalam konfigurasi MOS-nya aluminum dilambangkan oleh M, aluminum oksida dilambangkan oleh O, sedangkan tembaga sulfida digunakan sebagai semikonduktor. Akan tetapi, dia tidak mampu membuat perangkat FET yang bekerja secara praktis. Konsep FET kemudian juga dikembangkan teorinya oleh insinyur Jerman Oskar Heil pada 1930-an dan fisikawan Amerika William Shockley pada 1940-an. Tidak ada FET yang bekerja secara praktis yang dibuat pada saat itu, dan tidak ada usulan FET awal yang melibatkan silikon yang dioksidasi termal.

Perusahaan semikonduktor awalnya berfokus kepada transistor sambungan dwikutub (BJT) pada tahun-tahun awal industri semikonduktor. Akan tetapi, transistor sambungan merupakan perangkat yang relatif tebal dan sulit diproduksi massal, sehingga BJT terbatas penggunaannya. Dalam teorinya, FET bisa menjadi alternatif bagi transistor sambungan, tetapi para peneliti tidak mampu membuat FET yang praktis, terutama dikarenakan sawar keadaan permukaan yang menahan medan listrik dari luar untuk masuk ke dalam material. Pada 1950-an, para peneliti kebanyakan telah berhenti mencoba konsep FET, dan berfokus kepada teknologi BJT.

Pada tahun 1955, Carl Frosch dan Lincoln Derrick tidak sengaja melapisi permukaan wafer silikon dengan selapis silikon dioksida. Mereka menunjukkan bahwa lapisan oksida menahan pendadah-pendadah tertentu memasuki wafer silikon, sedangkan pendadah yang lainnya dibiarkan masuk. Dengan begitu, mereka menemukan efek pasivasi dari oksidasi permukaan semikonduktor. Pekerjaan mereka berikutnya adalah mendemonstrasikan bagaimana cara mengetsa celah-celah kecil di lapisan oksida untuk menyebarkan pendadah ke bagian tertentu dari wafer silikon. Pada tahun 1957, mereka menerbitkan sebuah makalah penelitian yang merangkum hasil kerja mereka dan mematenkan teknik mereka. Teknik yang mereka kembangkan dikenal sebagai oxide diffusion masking (penopangan difusi oksida), yang kemudian digunakan dalam fabrikasi perangkat-perangkat MOSFET. Di Bell Labs, pentingnya teknik Frosch segera disadari karena silikon oksida jauh lebih stabil daripada germanium oksida, punya sifat dielektrik yang lebih baik dan pada saat yang sama bisa digunakan sebagai penopang difusi. Hasil pekerjaan mereka beredar di Bell Labs dalam bentuk memo sebelum diterbitkan pada tahun 1957. Di Shockley Semiconductor, Shockley telah mengedarkan pracetak dari artikel mereka pada Desember 1956 ke semua staf seniornya, termasuk Jean Hoerni.