1.8.3 栅电极材料

MOS电路可采用铝或高浓度掺杂的多晶硅作为栅电极。前者由于铝和硅之间的功函数差限制了U_T的改进，且铝栅电极对源、漏覆盖产生很大的寄生电容，因而限制了工作速度的提高。硅栅工艺改变了栅电极与衬底之间的功函数差，同时有“自对准”作用，能实现多层布线，因此速度和集成度都能得到很大的改进。

MOS器件用的主要的栅材料是N+掺杂多晶硅（N+Poly）。因为这一层多用于形成互连导线，所以应尽可能降低它的电阻率。由于多晶硅一般是重掺杂的，通常它的体电阻率是最小的可能值。当一般厚度为4000Å 左右时，N+掺杂多晶硅的电阻率引起的薄层电阻为20～30Ω/sq。

器件和薄膜尺寸、横向和纵向都将按比例缩小，多晶硅薄膜的高电阻率已成为提高集成电路速度的限制因素之一。当加工精度提高到亚微米或深亚微米时，多晶硅作为互连已经完全不适应需求了，而必须代之以硅化物薄膜。随着集成电路特征尺寸的缩小，MOS栅电极材料、单纯的多晶硅栅将被硅化物/多晶硅复合栅电极所替代。

高熔点金属硅化物淀积在掺杂多晶硅的顶层形成一个混合的栅电极，称为多晶硅化物。厚度与 N+掺杂多晶硅相同的多晶硅化物的薄层电阻减小为原来的1/10～1/5。因为与栅氧化膜接触的仍是多晶硅，故多晶硅化物栅电极具有与多晶硅一样的电学特性（如功函数）。