
【計】 MAOS
【計】 metal alumina-oxide-silicon
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
金屬氧化鋁氧化矽半導體(Metal-Alumina-Silicon-Oxide-Semiconductor,簡稱MASOS)是一種複合結構的半導體器件材料體系,其核心是通過多層薄膜堆疊實現特定電學性能。以下從漢英詞典角度分層解釋其構成與功能:
金屬(Metal)
作為栅電極材料,通常選用鋁(Al)、銅(Cu)或多晶矽。功能:施加電場控制溝道載流子濃度。
英文對照:Gate electrode material (e.g., Al, Cu)
氧化鋁(Alumina, Al₂O₃)
高介電常數(high-κ)絕緣層,替代傳統二氧化矽以減小漏電流。特性:介電常數≈9,熱穩定性高。
英文對照:High-κ dielectric layer
氧化矽(Silicon Oxide, SiO₂)
緩沖層或界面層,位于氧化鋁與矽基底之間,減少界面缺陷。厚度通常<1nm。
英文對照:Interfacial layer (IL)
半導體(Semiconductor)
單晶矽(Si)襯底,形成導電溝道。通過摻雜調控載流子類型(N/P型)。
英文對照:Silicon substrate
典型MASOS電容器 或晶體管 結構如下:
金屬栅(Metal Gate)
↓
氧化鋁絕緣層(Al₂O₃)
↓
氧化矽界面層(SiO₂)
↓
矽襯底(Si Substrate)
該結構通過高-κ/金屬栅(HKMG)技術,解決傳統MOSFET中多晶矽耗盡和隧穿漏電問題,提升器件縮放能力。
第12章詳述高-κ介質/金屬栅集成技術。
刊載氧化鋁/氧化矽疊層界面優化方案(DOI: 10.1109/LED.2020.3049054)。
分析Al₂O₃/SiO₂/Si體系的能帶對齊機制(Vol.7, 021402)。
參數 | 傳統SiO₂栅極 | MASOS結構 |
---|---|---|
等效氧化層厚度 | ≥1.2nm | ≤0.8nm |
栅極漏電流 | 10⁻³ A/cm² | 10⁻⁷ A/cm² |
熱穩定性 | 800℃ | 1000℃ |
此結構通過材料協同優化,滿足後摩爾時代器件微縮需求,相關技術已被台積電、英特爾等廠商商用化。
以下是關于四個術語的詳細解釋:
金屬是一類具有良好導電性(通常在$10-10 , text{S/m}$)、導熱性和延展性的元素或合金。它們通過自由電子導電,常見于導線、建築材料等領域。由于搜索結果未直接涉及金屬的定義,此處為常識性補充。
一種電絕緣體材料,具備以下特性:
主要性質及用途參考:
導電性介于導體和絕緣體之間的材料($10^{-8}-10 , text{S/m}$),特性如下:
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