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隨著集成電路工藝制程技術的不斷發展，為了提高集成電路的集成度，同時提升器件的工作速度和降低它的功耗，MOS器件的特征尺寸不斷縮小，MOS器件面臨一系列的挑戰。例如短溝道效應（Short Channel Effect - SCE），熱載流子注入效應（Hot Carrier Inject - HCI）和柵氧化層漏電等問題。為了克服這些挑戰，半導體業界不斷開發出一系列的先進工藝技術，例如多晶硅柵、源漏離子注入自對準、LDD離子注入、polycide、Salicide、SRD、應變硅和HKMG技術。另外，晶體管也從MOSFET演變為FD-SOI、Bulk FinFET和SOI FinFET。
1.1鋁柵MOS管
MOS誕生之初，柵極材料采用金屬導體材料鋁，因為鋁具有非常低的電阻，它不會與氧化物發生反應，并且它的穩定性非常好。柵介質材料采用SiO2，因為SiO2可以與硅襯底形成非常理想的Si-SiO2界面。如圖1.13（a）所示，是最初鋁柵的MOS管結構圖。
1.2多晶硅柵MOS管
隨著MOS器件的特征尺寸不斷縮小，鋁柵與源漏擴散區的套刻不準問題變得越來越嚴重，源漏與柵重疊設計導致，源漏與柵之間的寄生電容越來越嚴重，半導體業界利用多晶硅柵代替鋁柵。多晶硅柵具有三方面的優點：第一個優點是不但多晶硅與硅工藝兼容，而且多晶硅可以耐高溫退火，高溫退火是離子注入的要求；第二個優點是多晶硅柵是在源漏離子注入之前形成的，源漏離子注入時，多晶硅柵可以作為遮蔽層，所以離子只會注入多晶硅柵兩側，所以源漏擴散區與多晶硅柵是自對準的；第三個優點是可以通過摻雜N型和P型雜質來改變其功函數，從而調節器件的閾值電壓。因為MOS器件的閾值電壓由襯底材料和柵材料功函數的差異決定的，多晶硅很好地解決了CMOS技術中的NMOS和PMOS閾值電壓的調節問題。如圖1.13（b）所示，是多晶硅柵的MOS管結構圖。
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