Wat is de belangrijkste reden om een high-k-materiaal (hoge diëlektrische constante) als gate-isolator te gebruiken?

Antwoord: A. Met een materiaal met een hoge diëlektrische constante kan de fysieke laagdikte groter zijn, waardoor de tunnelstroom wordt onderdrukt en toch een grote gatecapaciteit wordt verkregen

Wanneer SiO2 dunner wordt dan circa 1,2 nm, neemt de gatelekstroom door tunnelen sterk toe, met een factor van enkele keren per 0,1 nm laagdikte. Met oxiden op hafniumbasis met een relatieve diëlektrische constante van circa 20 tot 25 kan de fysieke laagdikte bij dezelfde gatecapaciteit enkele keren groter zijn en de lekstroom met enkele ordes van grootte worden onderdrukt. Aan het grensvlak met een polysilicium gate wordt de drempelspanning van high-k-films gemakkelijk vastgepind (Fermi-level pinning), dus ze worden gecombineerd met een metal gate en worden sinds de 45 nm-generatie (2007) gebruikt.