为什么MOS管栅的SiO2层上要形成多晶硅而不是直接覆盖金属

问题描述

精选答案

最早的CMOS的栅极二氧化硅上覆盖的是金属，栅极先做S/D，S/D退火后才能做栅极（因为Gate是金属，不能承受高温），栅极和互连的金属线是一起做的，为了保证栅极和S/D能够连接起来，所以设计规定栅极和S/D的重叠部分必须在0.5um以上。这就大大增加了GS和GD的重叠电容。严重影响了设备的性能。同样的，后来的铝栅工艺也由于铝熔点不够高没有得到进一步的应用。

而硅栅工艺中，多晶硅熔点高，参杂后电阻低，工艺是自对准的，能直接拉制出方形硅锭，材质、电能消耗较少，先做硅栅再做漏源阱再退火，器件越做越小，到如今22nm。设备比较简单，能用较低纯度的硅作投炉料，并能制出大型硅锭以形成工业化生产。