先端トランジスタ(FinFET・GAA)

High-k/メタルゲートのトランジスタで、シリコンとHigh-k膜(ハフニウム系酸化膜など)の間に、ごく薄いSiO2などの層を設けることが多い理由はどれか。

  1. Aシリコンとの界面の品質を保ち、移動度の低下などを抑えるため
  2. Bゲート容量を大きくするため
  3. C金属ゲートの抵抗を下げるため
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正解:A. シリコンとの界面の品質を保ち、移動度の低下などを抑えるため

High-k膜をシリコンに直接つけると、界面の欠陥やHigh-k膜中の電荷・振動の影響で、チャネルの移動度が下がりやすくなります。そこで1 nm程度以下のSiO2などの界面層(IL)を挟み、良好な界面を保ちます。ただし界面層は比誘電率が低いため、EOTを下げるには極力薄くする必要があります。

  • A. 正しい。界面の品質を保つための層です。
  • B. 界面層は比誘電率が低く、ゲート容量はむしろ下がる方向です。
  • C. ゲート電極の抵抗とは関係ありません。
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