MOSFET栅极使用多晶硅取代了金属的原因VIP免费

MOSFET 栅 极 使 用 多 晶 硅 取 代 了 金 属 的 原 因 MOSFET 的 栅 极 材 料 理 论 上MOSFET 的 栅 极 应 该 尽 可 能 选 择 电 性 良 好 的 导 体 ， 多 晶 硅 在 经 过 重 掺 杂之 后 的 导 电 性 可 以 用 在 MOSFET 的 栅 极 上 ， 但 是 并 非 完 美 的 选 择 。 MOSFET 使用 多 晶 硅 作 为 的 理 由 如 下 ： ⒈ MOSFET 的 临界电 压（threshold voltage）主要由 栅 极 与通道材 料 的 功函数（work function）之 间的 差异来决定， 而因 为 多 晶 硅 本质上 是 半导 体 ， 所以 可以 藉由 掺 杂 不同极 性 的 杂 质来改变其功函数。 更重 要的 是 ， 因 为 多 晶 硅 和底下 作为 通道的 硅 之 间能 隙（bandgap）相同， 因 此在 降低 PMOS 或是NMOS 的 临界电 压时可 以 藉由 直接调整多 晶 硅 的 功函数来达成需求。 反过 来说， 金 属 材 料 的功函数并 不像半导 体 那么易于改变， 如 此一来要降低 MOSFET 的 临界电 压就变得比较困难。 而且如 果想要同时降低 PMOS 和 NMOS 的 临界电 压， 将需要两种不同的 金 属 分别做其栅 极 材 料 ， 对 于制 程 又 是 一个 很 大 的 变量 。 ⒉ 硅 —二 氧 化 硅 接面 经 过 多 年 的 研 究 ，已 经 证 实 这 两种材 料 之 间的 缺 陷（defect）是 相对 而言 比较少 的 。 反之 ， 金 属 —绝 缘 体 接面 的 缺 陷 多 ， 容 易在 两者 之 间形 成很 多 表 面 能 阶 ， 大 为 影 响 元 件 的 特 性 。 ⒊ 多 晶 硅 的 融 点 比大 多 数的 金 属 高 ， 而在 现 代 的 半导 体 制 程 中 习 惯 在 高 温 下 沉积 栅 极 材 料 以 增 进 元 件 效 能 。金 属 的 融 点 低，将会 影 响 制 程 所能 使 用 的 温 度 上 限 。 不 过 多 晶 硅 虽 然 在 过 去 二 十 年 是 制 造 MOSFET 栅 极 的 标 准 ， 但 也 有 若 干 缺 点 使得 未 来 仍 然 有 部 份 MOSFET 可 能 使 用 金 属 栅 极 ， 这 些 缺 点 如 下 ： ⒈ 多 晶 硅 导 电 性 不 如 金 属 ， 限 制 了 讯 号 传 递 ...