Many integrated circuits include a type of transistor known as a
metal-oxide-semiconductor, field-effect transistor, or "mosfet," which has
an insulated gate member that controls its operation. Early mosfets had
aluminum gates. But because the aluminum made the mosfets unreliable and
difficult to manufacture, aluminum was abandoned in favor of polysilicon.
Unfortunately, polysilicon has ten-times more electrical resistance than
aluminum, which not only wastes power but also slows operation of the
integrated circuits. Several efforts have been made to use materials
less-resistive than polysilicon, but these have failed to yield a
practical solution, since some of the materials have high electrical
resistance and prevent low-voltage operation. Accordingly, one embodiment
of the invention provides a gate structure that includes a doped
polysilicon layer to facilitate low-voltage operation, a diffusion barrier
to improve reliability, and a low-resistance aluminum, gold, or silver
member to reduce gate resistance. Moreover, to overcome previous
manufacturing difficulties, the inventors employ a metal-substitution
fabrication technique, which entails formation of a polysilicon gate, and
then substitution of metal for the polysilicon.
Beaucoup de circuits intégrés incluent un type de transistor connu sous le nom de métal-oxyde-semi-conducteur, de transistor d'effet de champ, ou de "transistor MOSFET," qui a un membre isolé de porte qui commande son opération. Les transistors MOSFET tôt ont eu les portes en aluminium. Mais parce que l'aluminium fait les transistors MOSFET incertains et difficiles à fabriquer, aluminium a été abandonné en faveur du polysilicon. Malheureusement, le polysilicon a une résistance plus électrique de dix-temps que l'aluminium, qui gaspille non seulement la puissance mais ralentit également le fonctionnement des circuits intégrés. Plusieurs efforts ont été faits d'employer des matériaux moins-résistifs que le polysilicon, mais ceux-ci ont ne rapportent pas une solution pratique, puisque certains des matériaux ont la résistance électrique élevée et empêchent l'opération de basse tension. En conséquence, un mode de réalisation de l'invention fournit une structure de porte qui inclut une couche enduite de polysilicon pour faciliter l'opération de basse tension, une barrière de diffusion pour améliorer la fiabilité, et un aluminium de bas-résistance, un or, ou un membre d'argent pour réduire la résistance de porte. D'ailleurs, pour surmonter des difficultés précédentes de fabrication, les inventeurs emploient une technique de fabrication de métal-substitution, qui nécessite la formation d'une porte de polysilicon, et puis la substitution du métal au polysilicon.
