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通过在氧氛围中加热，绝大多数是氧气和蒸汽，单晶硅样品表面上形成了薄的紧密附着的玻璃层，主要是SiO2。开始于50年代末，很多方法蓬勃前行，希望它们可以提供至少一部分解决硅器件上稳定表面条件的烦恼问题。最后，它们不仅可以获得稳定性而且可以控制表面条件；为了实现这个目标，需要投入大量的时间和资源来完成氧化硅体系的必要认识，特别是氧化硅界面。在较早阶段，这些个方法对BJT有帮助，因为它的重要现象主要在硅晶体内部发生。而且，甚至有限的氧化技术理解就可以打开一个全新的BJT制造方法。但是随后而来的MOSFET，我们会详细地描述。与BJT相比，MOSFET中决定性的现象发生在氧化硅的界面。结果，这个艺术和控制界面性质的科学要求一个数量级的提高来使得MOSFET成为一个真正实用的器件，这个过程大概额外需要一个十年。MOSFET的中心位置是一个MOS电容器，这个结构受到了深入的研究。当处孤立状态，它就是一个一边是氧化硅，相反一侧附着场板电极的一维开关，场板电极能够在氧化硅界面操控势垒。正如我们在2.1节中看到的，BJT的工作本质是在PN结上施加一个电压来调制势垒。载流子的调制电流越过势垒，结果成为输出电流，这些随之而来的现象就是这种重要的双极器件的重要增益特性。十分不同于场效应晶体管或者FET的工作原理。FET本质上是一个电压控制的电阻器。多数载流子在某些区域主要是产生电阻以决定器件的性质，因此，从这种意义上说它是单极的。由于施加的电压是从一个电阻的末端到另一个的末端，这些多数载流子在薄膜区域也就是沟道中欧姆地漂移。沟道中的载流子通过一个单独的电压调制，本质上是这个电压产成了一个调制的电场垂直于这个薄的沟道，然后在沟道中调制载流子，当载流子被改变，所以，沟道电阻额被改变。这个控制电极也就是大家都知道的栅极有几种FET家族，每一种都有很多成员，而且每个家族里如何控制电压来影响沟道的具体细节都有所不同。然而，所有的FETs都有类似的增益特性，这些增益特性大体上都不如那些具有宽电流范围的BJT。但是，我们应该迅速及各家之所长。有一个那就是MOSFET，集所有的优点于一体以至于在现代是主要的固态电子器件。在现代固态电子器件之前的时代，对于如何实现固态电子放大器直觉的想法是先进的；提出的结构本质上就是场效应晶体管。严重的战后努力导致晶体管开始向场效应晶体管发展。当这条路在被探索的时候，一个意外的实验导致了点接触晶体管的发现，从此发现了充分的应用，以标志为第一代真正的固态电子放大器件。但是点接触晶体管具有严重的缺点（直到今天工作原理仍旧模糊的）。随后在短短几年内它就被BJT取代了。与这两个器件相联系的事情（发生在1940年代中期到1950年代中期）表现出了一个夹杂着科学视野、艺术、工程学直觉以及偶然事件迷人的混合体一个真正的FET结构是由肖克利在1952年描述和分析的，不到一年福伊和维格曼在罗斯和达西的指导下把它付诸实施。这是一个比喻成在同一个地方雷击两次的例子，因为在2.1节我们注意到，相同的发明者发明了BJT短短几年完成了同样的壮举！肖克利的FET是由一对PN结来构成沟道，因此成了我们知道的结FET，或者JFET。他的创新把重要特性的区域放进了半导体晶体中，不去考虑麻烦的和难懂的外观。不同程度的反向偏压施加在这些沟道定义的PN结，在沟道上造成了不同的耗尽层侵蚀，因此在这个薄的沟道中实现了改变载流子面密度的目的。虽然1953年实验室JFETs给出了一个可行性的示例，但是它们还不是实际的器件。JFET在它的沟道中需要一个控制杂质面密度的程度，比如，在一个BJT的基区，这个程度大约超过需要量的十倍。因此BJT是一个有待更新和精致制备的器件。第一个实际的JFETs，制造于1960，硅通过蒸汽指数生长制造的合并沟道。现在选用的技术通常是离子注入，它能够在薄层中实现史无前例的杂质面密度控制。在这分立器件的竞技场，JFET起到了一个相对小的作用。独特的性质，特别是低噪音，已经赢得了它们的缝隙市场。第一代的JFETs也没有在IC中起到作用，因为后来，它们特殊的要求表明一种JFET-MOSFET混合器件能够在电路控制中发挥优势。今天，由于离子注入技术的普及，JFETs甚至被用在双极集成电路中。此外，JFET可以应用于单晶三维集成电路中。MOSFET是出现的第二个重要的场效应器件。原始器件的核心是一个金属-氧化物-硅的开关，用各自的首写字母组成缩写MOS，如MOSFET和MOS技术。这个开关实际上是一个一边金属一边是硅的平行板电容器。因此这个结构实际上引起了早期的（不成功的）实验研究：在薄的半导体层里通过尝试调制多数载流子浓度来作为一种实现固态电子放大器件的方法。但是重要的新特性存在于MOSFET，这些拼写也比较成功。首先，这个新的器件开发了用抛光的单晶硅样品氧化-生长的初期技术。重要的是，MOSFET的一个发明人也是一个氧化-生长技术的工程开发者和氧化硅-硅界面的学者。第二，MOSFET开发了在硅界面生长反型层的技术，并不是尝试在薄层样品中去实现多子面密度的明显调制。更具体地说，电容器的金属板被用来在硅表面制造势阱，势阱能够容纳对应的载流子—P型掺杂的样品是电子或N型掺杂的为空穴。这就是在绝缘体—半导体界面的反型层的另一种描述。作为一个孤立的整体，反型层和锗的严重不对称结中的反型层一致。但是这两种情况在内容上是不同的；前者情况的载流子被限制于势阱中，因为它们不能穿过绝缘体的表面到达另外一个边上，而在PN结中，反型层载流子与全同多子在PN结的重掺杂边区直接相通因为现在MOSFET具有重要的实际意义，也因为所有的场效应器件含有类似的原理，基于章节的平衡考虑，我们去关注MOSFET。然而，FET的演化绝不终止于MOSFET。1966年提出通过了一个金属-半导体结来执行控制的新家族，或者叫肖特基结，次年报道付诸实施。在这样的器件里沟道载流子被限制在与肖特基结相联系的耗尽区和与一个PN结相联系的耗尽区之间。（有时PN结被非本征区和半绝缘区的结所取代），对于金-半场效应晶体管，这种结构命名为MESFET。利用很多半导体材料已经制造出MESFET，至今，尤其GaAs最为常见。今天MESFET，实际上主要是化合物半导体晶体管。一个更近期的FET就是MODFET,命名为调制掺杂场效晶体管(modulationdopedfieldeffecttransistor).在极其浅掺杂区域产生电子势阱，结果漂移电子的散射减小至接近于0，导致在室温电子迁移率到达极值，远高于104cm2/vs。（GaAs材料家族的空穴迁移率一般都很小）通过冷却样品来降低声子运动，一个声子的运动能够使得电子的迁移率超过105cm2/vs如此增强电子迁移率是在1978年在首次观察到的，1980年把它实现应用于场效应晶体管。MODFET的这个特征给了它第二个名称，HEMT，是高-电子-迁移率晶体管。高的载流子迁移率是器件高速运作的原因。对于两维电子气FET，MODFET还有另一个名字TEGFET.把沟道电子从杂质原子中分离出来这一突破，借助于异质结有助于它们完成，异质结位于不同能量带隙半导体材料之间的界面上。通常用作异质结的两种材料是二元化合物GaAs和三元化合物AlGaAs。异质结在半导体技术中越来越重要，增加了器件创新可能性。另一个FET是HIGFET，它是异质结绝缘栅场效应晶体管的代表。它其中的一个优点就是互补性或者N沟道和P沟道器件的迅速实现。HIGFET是不掺杂宽带隙互补性器件：相同的外延结构制成N沟道或者P沟道异质结FET在FET器件中，使用异质结的另一个进步发展是制造了一系列的量子陷阱或者超晶格，这个术语就是在半导体晶体中，通常包括二元和三元化合物半导体，描述一组十分薄的、不同能量带隙的平行层。层的厚度必须明显小于德布罗意波长，典型地厚度等于几十埃。（超晶格也能够通过掺杂多样性来制造，甚至可以通过光或者声波）一种类FET结构利用量子阱层，在栅极的控制下使用量子阱层作为多沟道。因为载流子在这些层里高速运动，由此使得器件具有高增益和快速转换的能力。一个最近的提议是利用一维量子阱“线”去替换两维量子阱层。从经典到量子工作原理的过渡开创了器件新领域的可能性。对于这些以及量子相关的大量变化已经存在，保守预测未来将拥有很多。