閘極堆疊（High-k／金屬閘極）
涵蓋高介電常數（High-k）閘極介電層、金屬閘極、功函數調整與界面控制等閘極結構技術。閘極堆疊決定電晶體的臨界電壓與漏電流，是在微縮過程中兼顧效能與低功耗的關鍵結構。
比較文章（3 篇）
- HKMG與多晶矽閘極的差異最大的差異在於「閘極介電層與電極的材料」。多晶矽閘極是在SiO₂（或SiON）介電層上方放置摻雜雜質的多晶矽電極的結構，數十年來一直是CMOS的標準。然而當介電層薄到1nm左右時，…
- ALD與CVD的差異（原子層沉積 vs 化學氣相沉積）ALD與CVD最大的差異在於「是否為自我限制反應」。ALD以脈衝方式交替供應前驅物與反應氣體，每1個循環只堆積1個原子層以下（約0.3～2Å）的厚度，因此能實現Å（埃）等級的膜厚控…
- FinFET與GAA電晶體的差異FinFET與GAA最大的差異在於「閘極包覆通道的面數」。FinFET是由閘極包覆垂直矽鰭片三面的結構，自22nm世代起廣泛採用。GAA是由閘極包覆水平奈米片全周的四面閘極結構，能…
用語解說（17 個）
- 高介電係數金屬閘極（HKMG）高介電係數金屬閘極（HKMG）是以高介電係數材料（主要為 HfO₂ 系）作為閘極絕緣膜、以金屬材料（TiN・TaN 系）作為閘極電極的組合製程技術總稱。2007年由英特爾在 45n…
- 閘極堆疊閘極堆疊是指構成 MOSFET 閘極結構的整個薄膜堆疊體。現代先進邏輯的標準 HKMG 閘極堆疊，從 Si 基板側依序由界面層（SiON）、High-k 介電質（HfO₂ 系）、功…
- High-k 介電質High-k 介電質是以介電常數較高（k>10）的材料取代傳統矽氧化膜（SiO₂，k≈3.9）作為閘極絕緣膜的技術，代表材料為二氧化鉿（HfO₂）。
- 金屬閘極材料（TiN/TaN）金屬閘極材料（TiN/TaN）是用作MOSFET閘極電極的金屬或金屬氮化物薄膜總稱，與High-k閘極介電層組合成HKMG堆疊，是先進邏輯製程不可或缺的技術。
- 取代式金屬閘極（RMG）取代式金屬閘極（RMG）是在源極・汲極活化退火之後才形成閘極的「Gate-Last（後閘極）」製程。先以多晶矽形成虛設閘極，完成源極・汲極處理後去除多晶矽，再填入 High-k/M…
- 功函數金屬（WF Metal）功函數金屬（WF Metal）是為了控制 MOSFET 的臨界電壓（Vth）而插入閘極堆疊中的金屬薄膜層。在 HKMG 結構中，指形成於閘極絕緣膜（HfO₂）上方的金屬閘極當中，專…
- 等效氧化層厚度（EOT）等效氧化層厚度（EOT）是將閘極絕緣膜的電性厚度換算成 SiO₂ 來表示的指標。物理膜厚相同時，相對介電常數（k 值）越高，EOT 就越小，是在最大化 MOSFET 閘極電容的同時…
- 閘極氧化層閘極氧化層是夾在 MOSFET 閘極電極與通道（半導體）之間的絕緣層，負責以閘極電壓控制下方通道的導電性，同時不讓電流在閘極與通道之間流動，是 MOS 電晶體的核心。
- 閘極介電層微縮閘極介電層微縮是藉由將 MOSFET 的閘極絕緣層變薄來提升電晶體控制能力的技術，為解決閘極漏電流激增的取捨，推動了 EOT 概念與 High-k 材料的採用。
- 鐵電氧化鉿（HZO）鐵電氧化鉿（HZO）是在氧化鉿（HfO₂）中摻雜氧化鋯（ZrO₂）等而產生鐵電性的薄膜材料，與CMOS製程完全相容且不含鉛，是次世代非揮發性記憶體與邏輯元件的重要材料。
- 費米能階釘扎費米能階釘扎是在半導體-絕緣膜-金屬（或多晶矽）的閘極堆疊界面，界面缺陷能階（Dit）將費米能階「固定（釘扎）」在特定能量位置，使得即使改變閘極電壓，臨界電壓（Vth）也無法如預期…
- 臨界電壓（Vth）臨界電壓（Vth）是使 MOSFET（場效電晶體）導通所需的最小閘極電壓。
- 氧化層（二氧化矽膜）氧化層在半導體領域主要指二氧化矽膜（SiO₂），是能隙約9eV的優異絕緣膜。分為在氧化爐中以800～1200℃氧化矽而成的熱氧化層，以及以TEOS等為原料在400℃左右沉積的CVD…
- LDD（輕摻雜汲極）LDD（輕摻雜汲極）是只將MOSFET汲極靠近閘極端的部分設為低雜質濃度，以緩和電場、抑制熱載子造成劣化的結構。以閘極為遮罩進行低劑量佈植，形成側壁間隙壁後再佈植高劑量的源極・汲極…
- 介電常數（相對介電常數・k值）介電常數是表示絕緣體在電場中儲存電荷難易程度的數值，在半導體中使用相對於真空之比的相對介電常數（k值）。SiO₂約3.9，HfO₂約20～25。閘極絕緣層為了獲得大電容而使用高介電…
- 閘極電容閘極電容是MOS電晶體的閘極電極與通道等之間形成的靜電電容。其核心是閘極絕緣膜的電容Cox＝ε/tox，越大則驅動電流的能力越高。另一方面，它也是每次切換都需要充放電的負載，會增加…
- 雙閘極（Dual Gate）雙閘極在半導體中主要有2種意思。第1種是在1顆晶片內分別製作不同膜厚的閘極氧化層（內部電路用薄膜與I/O用厚膜），或為nMOS與pMOS分別製作不同功函數閘極材料的技術。另1種是以…
最後更新：2026年10月8日