知识星球里的学员问：在HKMG工艺中，会用到HfO2等作为栅介质层，为什么不能再用多晶硅做栅极，而是改为金属栅极？

什么是HKMG工艺？

HKMG（High-K Metal Gate ），是45nm，32nm，22nm及以下节点多采用的工艺，它使用高k材料做栅介质层，用金属材料（如铪，钛，钽）来取代传统的多晶硅栅极。

关于HKMG工艺，可以见之前的文章：

为什么要用高k材料做栅介质层材料？

HKMG工艺优点？

1， 高K材料增加了栅极介质的等效氧化物厚度（EOT），从而显著降低了漏电流。

2，晶体管尺寸可以进一步缩小，同时具有高性能和低功耗的优势。

为什么要用金属栅极而不是多晶硅栅极？

1，多晶硅与高k介质不兼容。多晶硅与高k介质HfO2中的Hf能够发生反应，产生界面缺陷。

2，多晶硅电阻率更大，导致栅极电阻更大。使芯片具有较高的RC延迟，降低了电路的开关速度。

3，消除多晶硅耗尽效应（Poly-Depletion Effect）。在多晶硅栅极中，当电路处于“打开”状态时，靠近栅介质的部分的多晶硅层会被耗尽，导致栅极实际的电容减小。而金属栅极本身是良导体，因此在栅极材料中不会出现耗尽区。