戈登·摩爾在1965年說：“成本最低的元件的復(fù)雜性在以大致每年翻一番的速度遞增?？梢灶A(yù)見這一速度在短期內(nèi)肯定還會(huì)繼續(xù)下去，甚至?xí)愿斓乃俣仍鲩L(zhǎng)。雖然從長(zhǎng)期來看增長(zhǎng)速度還不能完全確定，但我們有理由認(rèn)為至少在最近的10年內(nèi)它會(huì)保持這種幾乎不變的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。這就意味著到1975年，成本最低的每個(gè)集成電路中元件的數(shù)目將達(dá)到65000個(gè)?！保▍⒁姟稊?shù)字集成電路設(shè)計(jì)》）
當(dāng)摩爾在1965年提出這個(gè)定律的時(shí)候，他一定沒有想到他當(dāng)時(shí)所提出的摩爾定律到五十多年后的今天依然成立，并且越來越被世人所了解。
讓我們對(duì)摩爾定律進(jìn)一步的闡釋和理解：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。
這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。盡管這種趨勢(shì)已經(jīng)持續(xù)了超過半個(gè)世紀(jì)，摩爾定律仍被認(rèn)為是觀測(cè)或推測(cè)，而不是一個(gè)物理或自然法。預(yù)計(jì)定律將持續(xù)到至少2025年。
我們可以以摩爾定律的出現(xiàn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，從那時(shí)起，半導(dǎo)體的工藝的進(jìn)步和發(fā)展走上了快車道。半導(dǎo)體器件和工藝的發(fā)展日新月異。隨著摩爾定律的發(fā)展，芯片的尺寸越來越小，晶體管的尺寸越來越小。所以和晶體管尺寸所匹配的半導(dǎo)體加工工藝也隨之不斷的變化。反過來也可以說正是加工工藝的進(jìn)步，推動(dòng)了摩爾定律的發(fā)展和晶體管尺寸的縮小。
我們以半導(dǎo)體晶體管的電極（MOSFET柵電極）制作的工藝為例，來展示隨著摩爾定律發(fā)展，半導(dǎo)體工藝的變化和進(jìn)展。最早的MOSFET的柵電極所用的材料是金屬鋁，隨著mos管電極尺寸的縮小，和sio2化學(xué)氣象沉積技術(shù)的進(jìn)步。漸漸的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用多晶硅制作的柵電極具有很多很好的特性。多晶硅制作電極的原理是：重?fù)诫s下的多晶硅和半導(dǎo)體之間會(huì)形成歐姆接觸進(jìn)行導(dǎo)電。
多晶硅的優(yōu)秀的特性如下：
? 多晶硅作為一種半導(dǎo)體材料，它的一些價(jià)帶的性質(zhì)，比如說費(fèi)米能級(jí)和功函數(shù)很容易通過摻雜的手段進(jìn)行改變。而金屬材料的功函數(shù)卻不那么容易改變。
? 二氧化硅和硅的晶胞都是金剛石結(jié)構(gòu)，晶向相同。所以二氧化硅和硅接觸時(shí)接觸面的缺陷相對(duì)而言是比較少的。
? 多晶硅的熔點(diǎn)比較高。
隨著摩爾定律的發(fā)展，晶體管的尺寸逐漸的縮小。而本來十分熱門而且具有很多的優(yōu)越性的多晶硅逐漸顯露出來了它的缺點(diǎn)。
在集成電路進(jìn)入深亞微米工藝后，出現(xiàn)了與多晶硅柵和薄柵氧化物有關(guān)的諸多問題，,如柵耗盡、 高阻柵、 溝道區(qū)內(nèi)的硼滲透、柵氧化隧道漏泄等等,很有必要采用金屬柵和高k柵材料。
為了使得集成電路的性能進(jìn)一步的提高，用金屬做的電極又重新回到了半導(dǎo)體工藝的舞臺(tái)上。我們使用了一些融點(diǎn)比較高的金屬材料如：鎢（Tungsten）、鈦（Titanium）、鈷（Cobalt）或是鎳（Nickel）被用來和多晶硅制成合金。這類混合材料通常稱為金屬硅化物（silicide）。
合金電極有著一些優(yōu)勢(shì)：多晶硅導(dǎo)電性是不如金屬的，這限制了信號(hào)傳遞的速度。加上了金屬硅化物的多晶硅柵極有著比較好的導(dǎo)電特性，而且又能夠耐受高溫制程。此外因?yàn)榻饘俟杌锏奈恢檬窃跂艠O表面，離通道區(qū)較遠(yuǎn)，所以也不會(huì)對(duì)MOSFET的臨界電壓造成太大影響。
隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和發(fā)展，相信會(huì)導(dǎo)致摩爾定律進(jìn)一步的延續(xù)。將集成電路的面積減小，功耗降低，成本下降。使得電子產(chǎn)品和設(shè)備越來越先進(jìn)離不開我們的努力。
參考文獻(xiàn)：
? https://www.baidu.com/s?tn=80035161_2_dg&wd=%E6%81%8B%E6%83%85%E8%AF%97
? 半導(dǎo)體材料? ? 榮熒
