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半導体に詳しい方教えてください。
MOSトランジスターは名前の通り、金属(metal)-半導体酸化物(oxide)-半導体(semiconductor)の三層構造だと思っていました。つまりゲートはアルミなどの金属だと思っていました。しかし、ほとんどのMOSトランジスのゲートがPolyであることを最近知りました。なぜPolyなのでしょうか?単純に考えればゲートは電極なのだから抵抗値の低い金属の方が適していると思えるのですが。。。

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A 回答 (1件)

ちょっと前に同じ質問に答えました。


http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5044364.html
PolySiだとセルフアライン(マスクの位置あわせ不要)っていうのが一番大きい理由ですかね。あと、適当にドーピングすることで、仕事関数をけっこう自由に変えられるってのも大きい理由ですかね。

ただ、最新のプロセスでは、HKMG(High-k Metal-Gate)といって、High-k絶縁膜とセットにしてメタルのゲート電極を使うようになっています。
最も進んでいるIntelは45nmでHKMGをすでに導入済みです。
IBM、TSMCは、32nmのプロセスからHKMGを導入すると言っています。
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この回答へのお礼

ご解答ありがとうございました。Polyを使用するメリットはいくつもあるようですね。勉強になりました。

お礼日時:2009/07/05 10:11

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MOS-FETのゲート電極に用いられる素材がアルミニウムからポリシリコンに代わった背景が知りたいのですが、具体的な記述がなかなか見つかりません。

なぜポリシリコンが使われるようになったのか、そのあたりの歴史や技術的な問題についてご存知の方、あるいはこの問題に詳しいサイトなどご存知の方いらっしゃいましたら、教えていただけないでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そうですね。PolySi は、いろんなよい性質をたくさん持ってます。
ちょっと書こうと思ったのですが、検索したら、ずばりのページがありました。
http://www.geocities.co.jp/Bookend-Kenji/5046/material14.html
の利点に書いてあるようなことです。

ポリシリコンゲートは、ロバート=ノイス達がショックレーから離れてフェアチャイルドを設立して最初に目指したこと(実際の発明者はフェデリコ=ファジンということになっています)として有名ですね。
当時、彼らが何を主目的に、ポリシリコンゲートをやろうと思ったのかは正確には知りませんが、おそらく、最初は、セルフアラインゲートによって、マスクの位置合わせが不要になることで、トランジスタをアルミゲートに比べてずっと小さく(したがって性能良く)でき、かつ、工数も減ることを狙ったんでしょう。

上の参考ページにも書いてありますが、アルミゲートだと、絶縁膜のエッチング用のマスクと、ゲート用のマスクが別に必要です。理想的にはこの2つのマスクをぴったり重なるように位置合わせしないといけないのですが、実際には、そんなことはできないので、どうしてもゲート絶縁膜とゲート電極とがずれてしまっていました。
ポリシリコンゲートは、セルフアライン(ポリシリコンゲート自体をマスクとして使う)なんで、2つのマスクを位置あわせする必要がありません。

で、その後、SiO2との相性の良さとか、サリサイドとかが、発見されて、PolySiゲートの利点がさらに大きくなったという感じですかね。

そうですね。PolySi は、いろんなよい性質をたくさん持ってます。
ちょっと書こうと思ったのですが、検索したら、ずばりのページがありました。
http://www.geocities.co.jp/Bookend-Kenji/5046/material14.html
の利点に書いてあるようなことです。

ポリシリコンゲートは、ロバート=ノイス達がショックレーから離れてフェアチャイルドを設立して最初に目指したこと(実際の発明者はフェデリコ=ファジンということになっています)として有名ですね。
当時、彼らが何を主目的に、ポリシリコンゲートをや...続きを読む


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