栅氧化层

栅极氧化物是将 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的栅极端子与下面的源极和漏极端子以及晶体管导通时连接源极和漏极的导电通道分开的介电层 . 栅氧化层是通过热氧化沟道的硅形成薄的（5 - 200 nm）二氧化硅绝缘层。 绝缘二氧化硅层是通过自限氧化过程形成的，该过程由 Deal–Grove 模型描述。 随后在栅极氧化物上方沉积导电栅极材料以形成晶体管。 栅极氧化物用作介电层，因此栅极可以承受高达 1 至 5 MV/cm 的横向电场，以强烈调制沟道的电导。

在栅极氧化物上方是一个薄电极层，由导体制成，导体可以是铝、高掺杂硅、钨等难熔金属、硅化物（TiSi、MoSi2、TaSi 或 WSi2）或这些层的夹层。 该栅电极通常称为栅极金属或栅极导体。 栅极导体电极的几何宽度（横向于电流流动的方向）称为物理栅极宽度。 物理栅极宽度可能与用于模拟晶体管的电通道宽度略有不同，因为边缘电场会对不在栅极正下方的导体产生影响。

栅极氧化物的电气特性对于栅极下方导电沟道区域的形成至关重要。 在 NMOS 型器件中，栅极氧化物下方的区域是 p 型半导体衬底表面上的薄 n 型反型层。 它是由施加的栅极电压 VG 的氧化物电场引起的。 这被称为反转通道。 它是允许电子从源极流向漏极的传导通道。

对栅极氧化层施加过大的应力是 MOS 器件的常见故障模式，可能会导致栅极破裂或应力引起的泄漏电流。

在通过反应离子蚀刻制造期间，栅极氧化物可能被天线效应损坏。