先進電晶體(FinFET與GAA)
閘極絕緣膜使用 High-k(高介電常數)材料的主要原因為何?
- A使用介電常數高的材料,就能在加厚實體膜厚、抑制穿隧電流的同時,獲得較大的閘極電容
- B為了降低配線的電阻
- C為了讓閘極絕緣膜本身變得不再需要
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正確答案:A. 使用介電常數高的材料,就能在加厚實體膜厚、抑制穿隧電流的同時,獲得較大的閘極電容
當 SiO2 薄於約 1.2 nm 時,由穿隧電流造成的閘極漏電會隨膜厚每減少 0.1 nm 成倍數急遽增加。若使用相對介電常數約 20~25 的鉿系氧化物,在相同閘極電容下可將實體膜厚增為數倍,把漏電抑制數個數量級。High-k 膜與多晶矽閘極的界面容易使臨界電壓被固定(費米能階釘扎),因此與金屬閘極搭配使用,自 45 nm 世代(2007 年)起採用。