Справочник - Материнские платы и процессоры



             

Кремниево-ядерный реактор, Или говорим о проблеме нагрева в микросхемах - часть 3


Наиболее решительно здесь можно влиять лишь на ток утечки, который определяется уровнем напряжения на изоляторе и его сопротивлением. Последнее находится в прямой зависимости электрической емкости пленки диэлектрика затвора от диэлектрической постоянной k материала, из которого он выполнен. Именно поэтому высокое значение k — столь желанный показатель для материалов.

Судите сами: если значение диэлектрической постоянной для двуокиси кремния составляет 3,9, то, используя другой материал с более высоким значением этого параметра, той же емкости на единицу площади можно достичь и при более толстой пленке и тем самым снизить ток утечки. Именно в таком направлении сегодня двигаются большинство исследователей. И надо сказать, небезрезультатно, так как существует большое количество пленок со значениями k выше, чем у двуокиси кремния (вплоть до 1400). Однако большая часть из них при соединении с кремнием, к сожалению, теряет термодинамическую устойчивость, а также ряд необходимых для производства транзисторов свойств. Поэтому для изготовления затвора необходимо использовать отличный от поликремния материал.

По многим причинам более эффективным оказывается сочетание диэлектрической пленки с высоким значением k и металлического затвора (high-k/metal-gate). Именно такой подход недавно удалось успешно реализовать исследователям из Intel. Применив новый сплав для изготовления затвора, они продемонстрировали высокопроизводительные КМОП-транзисторы со стеками high-k/metal-gate. Последние имеют физическую длину затвора 80 нм и толщину изолятора примерно 1,4 нм. По мнению разработчиков, эта технология позволит осуществить переход на технологические нормы 45 нм.


Структура обычного КМОП-транзистора и транзистора со стеком high-k/metal-gate

Что касается других реализаций пленок с высоким показателем k, к примеру, Texas Instruments уже более пяти лет работает с силикатами гафния и, по словам специалистов компании, смогла добиться весьма низких значений тока утечки. Как отмечают, такие изоляторы помогут удержать величину токов утечки в допустимых пределах при уменьшении размеров транзисторов в микросхемах.


Содержание  Назад  Вперед