A metal gate, in the context of a lateral metal–oxide–semiconductor (MOS) stack, is the gate electrode separated by an oxide from the transistor's channel – the gate material is made from a metal. In most MOS transistors since about the mid 1970s, the "M" for metal has been replaced by a non-metal gate material. The first MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor) was made by Mohamed Atalla and Dawon Kahng at Bell Labs in 1959, and demonstrated in 1960. They used silicon as channel material and a non-self-aligned aluminum gate. Aluminum gate metal (typically deposited in an evaporation vacuum chamber onto the wafer surface) was common through the early 1970s. By the late 1970s, the industry had moved away from aluminum as the gate material in the metal–oxide–semiconductor stack due to fabrication complications and performance issues. A material called polysilicon (polycrystalline silicon, highly doped with donors or acceptors to reduce its electrical resistance) was used to replace aluminum. Polysilicon can be deposited easily via chemical vapor deposition (CVD) and is tolerant to subsequent manufacturing steps which involve extremely high temperatures (in excess of 900–1000 °C), where metal was not. Particularly, metal (most commonly aluminum - a Type III (P-type) dopant) has a tendency to disperse into (alloy with) silicon during these thermal annealing steps. In particular, when used on a silicon wafer with a < 1 1 1 > crystal orientation, excessive alloying of aluminum (from extended high temperature processing steps) with the underlying silicon can create a short circuit between the diffused FET source or drain areas under the aluminum and across the metallurgical junction into the underlying substrate - causing irreparable circuit failures. These shorts are created by pyramidal-shaped spikes of silicon-aluminum alloy - pointing vertically "down" into the silicon wafer. The practical high-temperature limit for annealing aluminum on silicon is on the order of 450 °C.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Cours associés (4)
MICRO-623: Modelling micro-/nano- field effect electron devices
The course provides an in depth modeling of emerging field effect transistors in CMOS technologty. Starting from the basis, the course will gardually introduce essential aspects to end up with a rigor
EE-567: Semiconductor devices II
Students will learn about understanding the fundamentals and applications of emerging nanoscale devices, materials and concepts. Remark: at least 5 students should be enrolled for the course to be giv
EE-330: Digital IC design
Digital IC Design presents the fundamentals of digital integrated circuit design. The methods and techniques aiming at the fabrication and development of digital integrated circuits are reviewed, the
Afficher plus
Séances de cours associées (30)
BJT vs FET Opération
Compare le fonctionnement BJT et FET dans les systèmes logiques, discute des technologies TTL vs CMOS et explore la fonctionnalité Set-Reset Latch.
Dispositifs excitoniques: Porte électrostatique
Couvre la conception des dispositifs excitoniques à l'aide de matériaux 2D et électrostatique porte.
MOS Parasitiques
Couvre les caractéristiques du MOS I/V, y compris les régions de triode et de saturation, la triode profonde et les effets de second ordre.
Afficher plus
Publications associées (155)

Energy-Efficient Electronic Functions Based on the Co-integration of 2D and Ferroelectric Materials

Sadegh Kamaei Bahmaei

The digital revolution has significantly transformed our world over the past decades, driven by the scaling of transistor dimensions and the exponential increase in computation power. However, as the CMOS scaling era approaches its end, the semiconductor i ...
EPFL2023

Revealing cation and metal gradients in and underneath passive films of the stainless steel 1.4652 in acidic and alkaline electrolytes with angular resolved dual energy X-ray photo-electron spectroscopy

Stefano Mischler, Patrik Schmutz, Anna Neus Igual Muñoz, Roland Hauert

Passive films on the superaustenitic stainless steel 1.4652 were studied using angular resolved hard X-ray photo-electron spectroscopy (HAXPES), which provides an increased information depth compared to conventional X-ray photo-electron spectroscopy (XPS). ...
Hoboken2023

Unraveling the Electrochemical Electrode Coupling in Integrated Organic Electrochemical Transistors

Matteo Cucchi, Hsin Tseng

Organic electrochemical transistors (OECTs) have gained enormous attention due to their potential for bioelectronics and neuromorphic computing. However, their implementation into real-world applications is still impeded by a lack of understanding of the c ...
WILEY-V C H VERLAG GMBH2023
Afficher plus
Concepts associés (3)
Transistor à effet de champ
Un transistor à effet de champ (en anglais, Field-effect transistor ou FET) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors. Sa particularité est d'utiliser un champ électrique pour contrôler la forme et donc la conductivité d'un « canal » dans un matériau semiconducteur. Il concurrence le transistor bipolaire dans de nombreux domaines d'applications, tels que l'électronique numérique. Le premier brevet sur le transistor à effet de champ a été déposé en 1925 par Julius E. Lilienfeld.
Complementary metal oxide semi-conductor
vignette|Vue en coupe d'un transistor MOS On appelle CMOS, ou Complementary Metal Oxide Semiconductor, une technologie de fabrication de composants électroniques et, par extension, les composants fabriqués selon cette technologie. Ce sont pour la plupart des circuits logiques (NAND, NOR) comme ceux de la famille Transistor-Transistor logic (TTL) mais, à la différence de ces derniers, ils peuvent être aussi utilisés comme résistance variable.
Transistor
vignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.