富士通研究所与富士通微电子合作开发了低成本32奈米CMOS制程技术。据了解,这种技术是在pMOS中导入硅化(FUSI)的金属栅极,因制程所增加的成本低于1%,但与45奈米制程相比,高速CMOS的耗电量可减少20%,低耗电CMOS则可减少40%。
该技术的nMOS采用NiSi/多结晶硅两层栅极,pMOS采用NiSi完全硅化栅极。增加的制程只有一个,是传统向nMOS和pMOS两者导入新型金属栅极材料所需制程数的1/6。这也是首次只在单侧MOS中采用完全硅化栅极,必须具备非常丰富的经验。
对于nMOS,在多结晶硅栅极中添加杂质以改变晶格常数,并对沟道进行拉伸变形以提高驱动力。电源电压为1V时的导通电流比原来增加22%,达到了1mA/μm(截止电流为100nA/μm)。pMOS方面,采用金属栅极,藉由抑制栅极空洞化以提高驱动力。电源电压为-1V时的导通电流比原来增加10%,达到了650μA/μm(截止电流为100nA/μm)。尽管栅极绝缘膜采用的是硅氧化膜,但量产时将采用高介电率(high-k)栅极绝缘膜。
富士通选择只在pMOS采用金属栅极,是由于nMOS采用金属栅极不是个好方法。富士通指出,第一,在nMOS中,栅极空洞化的影响要比pMOS小,采用金属栅极并非必要。第二,在nMOS中,金属栅极舒缓SiN Liner膜造成的变形后,会使驱动力下降。因此,在nMOS中采用金属栅极,只会增加成本,却无法获得性能的提升。