HKMG工艺为什么要用金属栅极?

知识星球里的学员问:在HKMG工艺中,会用到HfO2等作为栅介质层,为什么不能再用多晶硅做栅极,而是改为金属栅极?

什么是HKMG工艺?

HKMG(High-K Metal Gate ),是45nm,32nm,22nm及以下节点多采用的工艺,它使用高k材料做栅介质层,用金属材料(如铪,钛,钽)来取代传统的多晶硅栅极。

关于HKMG工艺,可以见之前的文章:

++为什么要用高k材料做栅介质层材料?++

HKMG工艺优点?

1, 高K材料增加了栅极介质的等效氧化物厚度(EOT),从而显著降低了漏电流。

2,晶体管尺寸可以进一步缩小,同时具有高性能和低功耗的优势。

为什么要用金属栅极而不是多晶硅栅极?

1,多晶硅与高k介质不兼容。多晶硅与高k介质HfO2中的Hf能够发生反应,产生界面缺陷。

2,多晶硅电阻率更大,导致栅极电阻更大。使芯片具有较高的RC延迟,降低了电路的开关速度。

3,消除多晶硅耗尽效应(Poly-Depletion Effect)。在多晶硅栅极中,当电路处于"打开"状态时,靠近栅介质的部分的多晶硅层会被耗尽,导致栅极实际的电容减小。而金属栅极本身是良导体,因此在栅极材料中不会出现耗尽区。

相关推荐
我不是QI6 小时前
DES 加密算法:核心组件、加解密流程与安全特性
经验分享·算法·安全·网络安全·密码学
aramae14 小时前
数据结构与算法(递归)
开发语言·经验分享·笔记·算法
聪明的笨猪猪15 小时前
Java 面试清单(含超通俗生活案例与深度理解)
java·经验分享·笔记·面试
骁的小小站15 小时前
Learn C the Hardway学习笔记和拓展知识(一)
c语言·开发语言·c++·经验分享·笔记·学习·bash
为java加瓦15 小时前
Spring Boot 3.0 的架构革新:为何弃用 spring.factories 并转向 imports 文件
经验分享
赵谨言18 小时前
基于python智能家居环境质量分析系统的设计与实现
开发语言·经验分享·python·智能家居
万悉科技19 小时前
关键词优化 vs 数据驱动:搜索引擎排名谁更有效?实测参考
经验分享
异次元的星星19 小时前
施易德:以零售数字化解决方案,助力品牌高效扩张与合规出海
经验分享
Cx330❀19 小时前
《Linux基础入门指令(二)》:从零开始理解Linux系统
linux·运维·服务器·网络·经验分享
Cx330❀19 小时前
《C++ 手搓list容器底层》:从结构原理深度解析到功能实现(附源码版)
开发语言·数据结构·c++·经验分享·算法·list