如果說集成電路的發展是人類歷史上的一朵奇葩，那么CMOS技術就是一直滋養這支花朵成長的養料。在集成電路走過的精彩輝煌的50年里，CMOS技術為低功耗集成電路打下了基礎，并成為當今主流集成電路的關鍵生產技術。可以說，如果沒有CMOS工藝，就沒有今天的IC制造業，我們也享受不到PC帶來的種種便利和樂趣。從某種意義上來說，集成電路發展史是CMOS工藝不斷向前推進的歷史。

　　說起CMOS技術的發明應用，還要從基本的硅平面技術說起。硅平面工藝不僅可以在同一硅片上制作出許多BJT 以及電路元件、互連等，還可以制作出器件之間的p-n 結隔離，因此首先發明的是BJT IC。不過在這種IC 中，“隔離墻”占用的面積過大，再加上BJT 是電流控制型器件，功耗比較大，所以限制了集成規模的提高。如果能有一種可以實現自隔離的器件，如果再是電壓控制型，那將是構成IC 的理想器件。這種器件早在1930 年J．Lilienfeld 的美國專利和1935 年O．Heil 的英國專利中已經提出構想，即IGFET（絕緣柵場效應晶體管——Insulator Gate Field Effect Transistor）的器件結構。很可惜，限于當時的工藝水平，這種器件未能實現。

　　到1960 年代初，利用Si 平面工藝做出了MOSFET（金屬—氧化物—半導體場效應晶體管——Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor），這是以SiO2 作為絕緣柵的IGFET。首先做出的MOSFET 是負極性p 溝道器件，制作正極性的n 溝道器件遇到一些困難。A．S．Grove，B．E．Deal，E．H．Snow 和C．T．Sah 等幾位物理學家對Si-SiO2 界面做了透徹的研究，解決了界面態和Na＋離子的影響問題，把MOSFET，包括n-MOS、p-MOS的器件水平提高一大步。在這幾位科學家中，Grove 后來創建了Intel，成了杰出的管理學家，Deal 做出過第一個Si 晶體管，C．T．Sah 在1963 年與F．M．Wanlass 一起提出了CMOS結構及技術，成為30 年來制作IC 的絕對主流工藝，占到90%以上。

　　CMOS（互補MOS—Complementary MOS）是把n-MOS 和p-MOS 連接成互補結構，兩種極性的MOSFET 一關一開，幾乎沒有靜態電流，很適于作為邏輯電路，因此CMOS IC 首先用于實現布爾功能的數字電路。Moore 定律說的是IC 集成度三年四翻，也就是芯片上的晶體管數目以累進年均增長率CAGR=1.58 增長，（1.58）3≈4，即指數增長。指數增長不容易持久的原因是在后期增長的絕對值太大。一張0.1mm 厚的紙，折一折變為0.2mm，折到20 折的厚度是100 米。Moore定律之所以著名，就是因為它這個指數增長持續幾十年。Moore 定律之所以能持續就是因為CMOS 有許許多多的工藝發明和技術進步，使得晶體管的尺寸由10μm 縮小至0.1μm，提高了晶體管的面密度；使得芯片面積從幾個mm2 增加到幾百mm2。正是由于工藝精度的提和勻場面積的擴大，才使得Moore 定律得以保持。

　　CMOS 工藝的發明和進步主要包括：用離子注入代替高溫擴散摻雜，用CVD（化學氣相沉積—Chemical Vapour Deposition）生長SiO2、Si3N4、多晶硅等薄膜，用RIE（反應離子刻蝕—Reactive Ion Etching）代替濕法刻蝕，用poly-Si（多晶硅）作為柵極代替鋁柵，用Stepper（步進光刻曝光機）代替精縮版曝光機，用銅互連代替鋁互連，等等。CMOS 的技術進步是驚人的，但每一項工藝發明或者改進，哪怕是很小的改進，都不容易，可以說“工藝無小事”。以銅互連工藝為例。作為電學互連的材料，銅優于鋁，這是盡人皆知的常識，但是真正用到IC 互連上，卻花費了十幾年的工夫。1982年，Intel推出80286處理器，首次將CMOS工藝用于CPU制作。距離CMOS思想的提出，差不多已經過去了20年時間。1985 年IBM開始在RISC大型機中采用CMOS 芯片，直到1998年，還是與諾發公司（Novellus System）合作，才完成銅互連在IC 中的應用，其中的艱難可想而知。IBM 開發銅互連工藝是一項很有遠見的決策，已經成為0.13μm 以下互連工藝的唯一選擇。說到CMOS 的工藝進步，一定不要忘記工藝設備制造廠家和材料廠家的功勞。他們匯集了物理學、化學、材料學、控制學以及制造技術等諸多方面的頂級成果，真可謂無所不用其極，為CMOS 的工藝進步建立了非常好的支撐環境。

　　集成電路發展至今，也有人對CMOS工藝的今后發展產生置疑，一些人認為CMO工藝大概到22nm是個坎。但是，占據IC領域90%以上的絕對主流地位目前還沒有改變，即使是某一天它將被跟先進的工藝所取代，它在集成電路史上創造的光輝也不會被磨滅。