由于金属栅极功函数与栅介质材料有关。高乃/金属栅结构界面处存在本征界面态,导致金属费米能级向高乃介质的电荷中性能级移动,产生费米能级钉轧效应。 TC74LCX08FT这种效应使得有效功函数主要由高乃介质决定,大幅缩小了金属栅在高虑介质上的有效功函数调制范围(见图6.3),使高乃介质上的金属栅有效功函数的调制变得困难「4]。另外,高温退火可能导致金属栅与栅介质间的界面反应和相互扩散,造成有效功函数的严重漂移。图6.4所示为金属栅极/⒏02介质体系,在高温退火后,金属有效功函数移向⒏的禁带中央「5]。金属栅极/高乃体系同样会遇到同样的问题。Ⅱ因此,金属栅材料的选择会因 为HKMG整合工艺不同而不同。而先栅极金属栅材料的选择比后栅极工艺更加困难。

   早期的解决思路主要是通过改变金属栅极材料的成分获得合适的有效功函数和高的热稳定性。