先端トランジスタ(FinFET・GAA)

ゲート絶縁膜にHigh-k(高誘電率)材料を使う主な理由はどれか。

  1. A誘電率が高い材料を使えば、物理的な膜厚を厚くしてトンネル電流を抑えながら、大きなゲート容量を得られるため
  2. B配線の抵抗を下げるため
  3. Cゲート絶縁膜そのものを不要にするため
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正解:A. 誘電率が高い材料を使えば、物理的な膜厚を厚くしてトンネル電流を抑えながら、大きなゲート容量を得られるため

SiO2を薄くしすぎると、トンネル電流によるゲートリークが急増します。誘電率の高いハフニウム系酸化物などを使うと、同じゲート容量を保ったまま物理的な膜厚を厚くでき、リークを抑えられます。High-k膜とはポリシリコンゲートの相性が悪いため、金属のゲート電極(メタルゲート)と組み合わせて使います。

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