Справочник - Материнские платы и процессоры
Старые песни о главном - часть 2
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 при более толстой пленке, и тем самым снизить ток утечки. Именно в этом направлении сегодня двигаются большинство исследователей, и надо сказать небезрезультатно, так как существует немалое 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 свойств, необходимых для производства транзисторов. Поэтому для изготовления затвора нужно использовать отличный от поликристаллического кремния 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 около 1,4 нм. По мнению разработчиков, эта технология позволит осуществить переход на технологические нормы 45 нм.
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. В Texas Instruments заявляют, что кремниевый оксинитрид гафния (HfSiON) обеспечивает необходимый уровень тепловой и электрической совместимости со стандартным КМОП-процессом, а также гарантирует приемлемый уровень подвижности носителей заряда (примерно 90% от аналогичного показателя для диоксида кремния) и стабильность порогового напряжения.
