High-k — технология производства МОП полупроводниковых приборов с подзатворным диэлектриком, выполненным из материала с диэлектрической проницаемостью большей, чем у диоксида кремния. Название происходит от диэлектрической константы материала, обозначаемой буквой κ (каппа).
Используемый в МОП транзисторах, в качестве материала подзатворного диэлектрика, диоксид кремния обладает рядом достоинств:
Однако, при его использовании, уменьшение размеров транзисторов наталкивается на принципиальные трудности.
Ток насыщения транзистора равен:
,
где
Ёмкость затвора транзистора, имеющего идеализированную плоско-параллельную форму равна:
,
где
При уменьшении площади транзистора ёмкость затвора падает, что ограничивает протекающий через него ток. Одним из способов увеличения ёмкости затвора является уменьшение толщины подзатворного диэлектрика. Но при достижении толщины менее 3 нм возникает ток утечки, обусловленный туннелированием зарядов через диэлектрик. При дальнейшем уменьшении толщины диэлектрика, ток утечки возрастает экспоненциально.
Другой проблемой, возникающей при уменьшении толщины подзатворного диэлектрика, является уменьшение надёжности прибора. Движение носителей заряда в транзисторе приводит к возникновению дефектов в диэлектрике и в его сопряжении с подложкой. Уменьшение толщины диэлектрика уменьшает критический уровень количества дефектов, при достижении которого происходит отказ прибора.
Изготовление подзатворного диэлектрика из материала с высокой диэлектрической проницаемостью позволяет увеличить его толщину, одновременно увеличивая ёмкость затвора, обеспечивая снижение тока утечки на несколько порядков по сравнению с более тонким диэлектриком из диоксида кремния, обеспечивающим равную ёмкость затвора.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .