（一）场效晶体管
1960年，来自贝尔实验室的阿塔拉和姜大元在固态器件研究会议上报告了场效晶体管。
他们流传宣传，MOS场效晶体管构造大略，比结型晶体管随意马虎制造得多。之以是这么说，是由于结型晶体管是三层构造，须要分层制造（在底层上扩散出中间层，再扩散召盘层），这类似于“分色印刷”，将几种颜料逐层叠加印刷到纸面上。而MOS场效晶体管在底层之上只有一层，只需“单色印刷”即可。
穆罕默德·阿塔拉(a)和姜大元(b)
但由于展示的MOS场效晶体管性能不尽如人意，开关速率比结型晶体管的速率慢很多，而且不太稳定，静置一段韶光后性能就变差了，大多数与会者对MOS场效晶体管不以为然。
（二）外延工艺
比较MOS场效晶体管的生僻，罗斯在会上公布的外延工艺却立马引起了轰动，外延工艺使晶体管既增大了功率，又提升了频率。能让结型晶体管实现了以前不可能实现的指标，办理了贝尔实验室最关心的晶体管开关速率和稳定性问题。
外延工艺示意图：使晶圆上成长出一个薄层
这意味着它将在高速通信、航天和军事领域得到广泛运用。至今，外延工艺仍是半导系统编制造中最为主要和根本的工艺之一。
由于外延工艺大得胜利，罗斯于1963年得到了美国电气与电子工程师协会(IEEE)颁发的莫里斯·利伯曼奖。他于1973年升任贝尔实验室副总裁，1979年景为总裁。
1961年，仙童半导体公司就发布了基于外延工艺的晶体管，外延工艺让晶体管良率大大提高！
此外，德州仪器公司和摩托罗拉公司等也激情亲切地接管了外延工艺。MOS场效晶体管的超越之旅
虽然MOS场效晶体管稳定性极差，可靠性比结型晶体管还要差，但它还有一个最大的优点—构造大略。MOS场效晶体管不像三层垂直叠放的三明治，没有中间层。它的三个电极依次铺在一个平面上，就像印刷在纸张上的字，便于制造和集成，非常适用于当时刚刚提出的集成电路。但贝尔实验室作为集成电路当时最大的反对者，上至副总裁莫顿，下至普通工程师都对集成电路将信将疑。
（一）美国无线电公司
就在阿塔拉和姜大元参加1960年固态器件研究会议之前，他们在贝尔实验室举行了一次内部演示，约请了美国无线电公司的威廉·韦伯斯特(William Webster)。他急速对MOS场效晶体管产生了兴趣，并把这个带回了美国无线电公司。
当时的美国无线电公司在BJT方面没有太多积累，反而可以无包袱地研究MOS场效晶体管。MOS场效晶体管的涌现让其看到了“弯道超车”的可能。
美国无线电公司的托马斯·斯坦利(Thomas Stanley)想将MOS场效晶体管运用到打算机芯片中，他很关心一块芯片上能否集成越来越多的晶体管。他创造，结型晶体管是垂直构造，很难一贯缩小下去，就像是钢印，其垂直厚度没法一贯压缩。而MOS场效晶体管是水平构造，源极和漏极之间的栅极长度能不断地缩减，因而占用的面积也会减小，这就像纸上的字能不断地缩小，从而尽可能地在一张纸上印更多的字。
“场效放大”示意图
在覆盖有二氧化硅的半导体上放置栅电极(a)；做出源极和漏极，构成MOS场效晶体管(b)。这里以N沟道MOS（即NMOS）为例，如将N和P对调，就成了PMOS。
斯坦利还认识到MOS场效晶体管的一个长处。随着晶体管越来越小，它们在芯片上凑得越来越近，彼此之间的时延越来越短，芯片整体事情速率也会随之提高。只管单个结型晶体管的运行速率更快，但是MOS场效晶体管构成的芯片更有上风。而且随着工艺进步，MOS场效晶体管的尺寸不断减小，MOS芯片的运行速率究竟会超过结型晶体管芯片。
1963年2月，美国无线电公司发布了商用的MOS场效晶体管，并声称MOS场效晶体管比BJT更便宜、大略，制造步骤只有制造BJT的1/3。
（二）仙童半导体
在1960年的固态器件研究会议的会场上，当许多听众对阿塔拉和姜大元报告的MOS场效晶体管不屑一顾之时，有一位听众却对此很感兴趣，他便是仙童半导体公司的摩尔。
只管仙童半导体公司在当时还只是一家小公司，但他们8个人从肖克利晶体管实验室离开后，必须通过行动来证明自身的实力。那时，他们正在攻关芯片，也不想听贝尔实验室对MOS场效晶体管和芯片的意见，而是通过自己的实验来验证MOS场效晶体管研究的可行性。
摩尔认为，MOS场效晶体管构造大略、本钱低廉，能方便地集成在芯片上。如果MOS场效晶体管和芯片结合起来，就能将芯片的上风更大限度地发挥出来。
回到仙童半导体公司后，摩尔与一位华裔科学家萨支唐(Chih-Tang Sah)进行沟通，他们早在肖克利晶体管实验室时就已经是同事了。摩尔把研究MOS场效晶体管的任务交给了他。
萨支唐经由一番调查创造PMOS场效晶体管随意马虎实现，但是速率较慢；而NMOS场效晶体管的速率更快，但是技能更繁芜。那时，仙童半导体公司没有雄厚的财力支撑，以是他们决定开拓较随意马虎的PMOS场效晶体管。
不过，MOS场效晶体管在仙童半导体公司无法跟双极结型平面晶体管一争高低，由于MOS场效晶体管的性能尚不稳定。即便MOS场效晶体管研发成功了，它也会受到排挤，由于这会抢去公司目前的“金奶牛”——双极结型平面晶体管的买卖，而这是公司高层所不愿意看到的。因此，MOS场效晶体管项目在公司内部拿不到多少资源。MOS场效晶体管研发工程师以为自己不受公司重视，心中燃起了叛逆之火，纷纭离职创业。个中一些研发职员离开之后，成立了通用微电子公司(General Microelectronis)。
刚刚加入仙童半导体公司才几个月万拉斯和萨支唐一起提出了一种新的电路，把一个PMOS场效晶体管和一个NMOS场效晶体管组合起来，两者互补形成一个CMOS场效晶体管开关。
萨支唐(a)和万拉斯(b)
万拉斯准备将PMOS场效晶体管和NMOS场效晶体管集成在一颗芯片上来验证一下。但这须要额外的光刻掩膜版，于是他转而分别做出分立的PMOS场效晶体管和NMOS场效晶体管，然后在芯片外把它们连在一起。终极，这个CMOS场效晶体管成功运行，待机功耗只有纳瓦级，是结型晶体管的一百万分之一。
CMOS场效晶体管
CMOS场效晶体管反相器，PMOS场效晶体管在上，NMOS场效晶体管不才(a)；CMOS场效晶体管横截面图(b)。
万拉斯这个看似大略的举动在当时并没有产生什么影响。CMOS场效晶体管比MOS场效晶体管多了一个晶体管，人们担心CMOS场效晶体管本钱高，还疑惑它速率慢，因此它在刚刚推出时被所有的大公司冷落，他们仍在实行PMOS场效晶体管或NMOS场效晶体管。
直到1982年，微处理器上面的晶体管超过了25万个，芯片的功耗变得无法忍受，英特尔开始在80C51和80C49系列的单片机芯片上采取功耗更低的CMOS工艺。CMOS场效晶体管的低功耗特性使得它特殊适宜于便携式设备。随着条记本电脑、手机的兴起，现在全天下的绝大多数芯片都采取了CMOS工艺。
万拉斯在仙童半导体公司只待了一年多就离开了。1963年底，他加入了通用微电子公司（由仙童半导体出走的一些研发职员创办），并做出了天下上第一片基于MOS场效晶体管的集成电路。
MOS场效晶体管要想走向实用，还须要除掉稳定性差、良率低和集成度低等“拦路虎”。当时在每片晶圆上只有两颗MOS芯片可以正常事情，良率只有公司估量的1/10，每办理一个技能问题都非常困难。
1963年，贝尔实验室的一位工程师提出用多晶硅作为MOS场效晶体管的栅极，更换此前的铝栅极。但遗憾的是，贝尔实验室认为这项技能不成熟，选择将其放弃。
仙童半导体公司捡起了这项技能。斯诺和同事莱斯利·沃达斯(Leslie Vadász)、汤姆·克莱纳(Tom Klein)和费德里科·法金(Federico Faggin)加了进来，开始探索这项技能。
由于MOS场效晶体管栅极和漏极没法很好地对齐，导致寄生电容较大，晶体管开关速率缓慢。但法金在短短一周之内想到了一种方法：先制作中间的栅极，有了栅极，两侧的源极和漏极的位置就自动对准了。这种新工艺大大地提高了MOS场效晶体管的事情速率。后来业界的MOS场效晶体监工艺都采取了这种新的自对准工艺来制作硅栅。
硅栅自对准工艺
先制作中间的栅级，两侧源极和漏极的位置就自动对准
此外，法金还想到了一种“埋栅”(Buried contact)电极工艺，当他把自己的想法见告上司瓦达兹时，这位来自匈牙利的主管一口断定“埋栅”电极不可能成功。虽然法金对瓦达兹说一不二的态度很窝火，但还是忍不住考试测验制作了“埋栅”电极，结果大大提高了晶体管密度。接下来，法金又在仙童半导体公司已经量产的3705芯片上试验了他发明的新工艺，速率快了5倍，泄电流减少至原来的数百分之一。它能使芯片上的器件密度提高100%，令同等面积芯片上的晶体管数量增加一倍。
经由近十年的努力后，MOS场效晶体管的稳定性、速率和集成度都大大提高了。到了20世纪70年代初，结型晶体管霸占着高端市场，而MOS场效晶体管则从代价链的下方发起攻击，首先攻入了对本钱敏感的存储器领域，接着又在电子表、打算器等低端领域霸占了主导地位。
在“毁坏性技能”面前，贝尔实验室选择了拥抱确定性，跟稳定的市场一板一眼地跳了一场“交际舞”。而仙童半导体公司、美国无线电公司等新兴企业则跟多变的市场跳出了一支即兴的“爵士舞”，收成了满堂彩。它们虽然不善于像贝尔实验室那样发明原创技能，但特殊善于探索这些原创技能的最新运用领域，从而让MOS场效晶体管站稳了脚跟。
经由了十多年的努力，众人眼中的“丑小鸭”——MOS场效晶体管终于回到了舞台中心，此后再也没有离开过。20世纪70年代末，MOS场效晶体管的发卖额终于超过了却型晶体管，两者的市场霸占率第一次涌现了反转。1997年，MOS场效晶体管的市场霸占率超过了99%，而结型晶体管只剩下不到1%。
新技能一问世就受到所有人欢迎并得到广泛运用，这恐怕是人们的一厢宁愿与大略化思维。一个范例的反例便是新涌现的MOS场效晶体管和原有的结型晶体管之间的竞争。
1926年，利林菲尔德提出了场效晶体管的观点。1945年，肖克利再一次独立提出了这个观点。直到1960年，贝尔实验室的阿塔拉和姜大元才做出了MOS场效晶体管。
此时，结型晶体管经由十多年的改进已经相称完善，而MOS场效晶体管不稳定且开关速率比结型晶体管的速率慢很多。雪上加霜的是，这时贝尔实验室的罗斯等人发明了半导体外延工艺，使结型晶体管的速率和稳定性进一步提升，也将其与MOS场效晶体管的差距拉得更大。
贝尔实验室评估后，撤销了MOS场效晶体管项目组，连续支持结型晶体管研发。大公司中的创新者总是会碰着被谢绝的窘境，由于他们提出的“毁坏性技能”不敷以与原有的已经很完善的技能相反抗。
新兴的半导体公司（仙童半导体和美国无线电等）看好MOS场效晶体管构造大略、便于集成的优点，连续探索MOS场效晶体管的运用。为了达到这一目的，他们付出了近十年的努力才办理了稳定性、速率和集成度等问题，包括格鲁夫等人创造了不稳定的根源是钠离子，法金提出了硅栅自对准工艺，从而大大提高了MOS场效晶体管的速率和集成度。之后又花费了十年，一贯到了20世纪70年代末，MOS场效晶体管的发卖额才完备超越了却型晶体管。
注：本文节选自汪波老师的《芯片简史》
