MOS-FETの材料について

質問

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。

回答No.1

rabbit_cat · 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。

お礼

早速の回答、ありがとうございます。

ゲート電極材料におけるポリシリコンのアルミニウムに対する優位性が良く分かりました。ポリシリコンはとても都合のいい材料なんですね。

解説もつけて頂いて、とても参考になりました。ありがとうございました。