¿Por qué se usa un metal en lugar de polisilicio para dieléctrico de puerta de alta k en CMOS?

Una vez que haya reemplazado el óxido de compuerta SiO2 con dieléctricos de alta K (óxido de hafnio u óxido de circonio), su diagrama de banda es completamente diferente. Y también hay salicida de hafnio / circonio. Más detalles a continuación:

Hay 2 razones principales:

  • Si deja Poly silicon como Gate en la parte superior de High-K, su Vt (el voltaje que abre el canal del transostor) será muy alto, hasta 10V. Esto es simplemente inaceptable para los dispositivos modernos. ¿Por qué? Ver diagramas de banda a continuación.

  • El material Poly Si y High-K interactúan a altas temperaturas, creando salicidas. Esta capa delgada (1–4 nm) tiene implicaciones eléctricas indeseables en el dispositivo e innecesarias.

La compuerta de metal permite un ajuste preciso de Vt, reduce la resistencia de la compuerta y elimina la necesidad de implantes.

Fuentes:

Investigación de transistores High-k y Metal Gate

La solución High-k

Por razones de conductividad térmica y eléctrica, creo. http://www.researchgate.net/prof