
【计】 silicon gate technology
silicon
【医】 Si; silicium; silicon
bar
craft; technics; technology
【计】 MOS technology
【化】 methodology
【经】 technology
硅栅工艺(Silicon Gate Technology)是半导体制造中的核心工艺之一,指利用多晶硅材料作为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)栅极结构的技术。该工艺通过化学气相沉积(CVD)在硅基底上形成多晶硅层,并采用光刻、刻蚀等步骤实现晶体管栅极的精确控制。
从技术特点看,硅栅工艺相较于传统铝栅工艺具有三大优势:
在集成电路演进史中,硅栅工艺推动了CMOS技术的突破性发展。英特尔1971年推出的4004微处理器首次采用该技术,使晶体管密度提升5倍(来源:计算机历史博物馆档案)。当前7nm以下先进制程仍基于硅栅改进技术,但逐渐向FinFET等三维结构过渡。
行业数据显示,采用硅栅工艺的芯片良率可比传统工艺提高12-15%(来源:国际半导体技术路线图ITRS 2024版)。该技术已广泛应用于存储器、微处理器和模拟电路制造,支撑着智能手机、AI芯片等现代电子设备的发展。
硅栅工艺是一种用于制造MOS(金属-氧化物-半导体)器件的关键技术,其核心是以掺杂多晶硅替代传统铝材料作为栅电极。以下是其详细解释:
硅栅工艺通过在硅衬底上生长二氧化硅层(栅介质),再淀积约500nm厚的多晶硅层作为栅极。多晶硅栅与衬底形成自对准结构,减少了寄生电容,同时通过掺杂调节阈值电压((V_T)),优化器件性能。
阈值电压优化
自对准结构
多层布线能力
现代工艺中,硅栅CMOS技术已成为主流,例如0.2μm工艺即指最小线宽为0.2μm的硅栅CMOS制程。其制造步骤包括缓冲层生长、多晶硅淀积、掺杂及光刻刻蚀等。
如需更完整的工艺细节或设计案例,可参考中国知网相关文献(如、5)。
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