CMOS

CMOS（シーモス、Complementary Metal-Oxide-Semiconductor; 相補型MOS）とは、P型とN型のMOSFETをディジタル回路（論理回路）で相補的に利用する回路方式^{[注釈 1]}、およびそのような電子回路やICのことである^[1]。また、そこから派生し多義的に多くの用例が観られる（『#その他の用例』参照）。

CMOSプロセスは、フェアチャイルドセミコンダクター社のフランク・ワンラスが考案し、翌1963年にワンラスとチータン・サー（英語版）が学会で発表したのが始まりである。RCA社は1960年代後半に「COS-MOS」という商標で商品化し^[2]、他のメーカーに別の名称を探させ、1970年代前半には「CMOS」が標準的な名称となるに至った。

CMOSは、1980年代にNMOSロジックを抜いてVLSI用MOSFETの主流となり、TTL（Transistor-transistor logic）技術も置き換えた^[3]。その後、CMOSはVLSIチップに搭載されるMOSFET半導体デバイスの標準的な製造プロセスであり続けている。2011年現在、ほとんどのデジタル、アナログ、ミックスドシグナルICを含むICチップがCMOS技術で製造されている。

CMOSデバイスの重要な特性は、高い耐ノイズ性と低い静的電力消費である。 MOSFETのペアのうち1つのトランジスタは常にオフであるため、直列の組み合わせはオンとオフを切り替える瞬間に大きな電力を消費するだけである。そのため、NMOSロジックやTTLのように状態変化していないときにも大きな定常電流が流れることはなく発熱が少ないため、高密度に集積できる。CMOSがVLSIチップの実装技術として最も広く使われるようになったのは、主にこのような理由による^[4]。

MOSとはMetal（金属）-Oxide（酸化膜）-Semiconductor（半導体）の略で、MOS型電界効果トランジスタの物理的構造のことを指す。酸化膜絶縁体の上に金属ゲート電極を置き、さらにその上に半導体材料を置いたものである^[1]。かつてはゲート電極としてアルミニウムが使われていたが、現在はポリシリコンが使われている^[5]。IBMやインテルが45ナノメートル・ノード^[6]以下のサイズで発表したように、CMOSプロセスにおける「高誘電率（high-k）/金属ゲート」の登場により、一部で金属ゲートが復活している^[7]。

CMOSは常にエンハンスメントモードMOSFETを使用する。言い換えれば、ゲート-ソース間電圧がゼロの場合、トランジスタがオフになる^[8]。

引用エラー: 「注釈」という名前のグループの <ref> タグがありますが、対応する <references group="注釈"/> タグが見つかりません

1. ^ ^{a b} 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「nipponica」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
2. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「edn」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
3. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「chip1stop」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
4. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「chieko」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
5. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「usjpc」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
6. ^ “半導体のプロセスルールについての補足”. Zenn_エンジニアのための情報共有コミュニティ. 2023年3月12日閲覧。
7. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「eetimes」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません
8. ^ 引用エラー: 無効な <ref> タグです。「cqpub」という名前の注釈に対するテキストが指定されていません