miniatura|Fig.1 Comparativa de transistor amb SO2 (esquerra) i High-k (dreta) Dielèctric high-k (en anglès alta k) fa referència a un material d'alt valor de constant dielèctrica o també permitivitat relativa (εr). Els materials dielèctrics amb alta k s'empren en la fabricació de semiconductors on usualment remplacen el diòxid de silici (K=3,7-3,9). Els materials dielèctrics high-k és una de les tecnologies que permeten de continuar la miniaturització dels components electrònics segons la llei de Moore.
Necessitat Durant moltes dècades s'ha utilitzat el doòxit de silici com a material aïllant en les portes dels transistors. Quan aquests transistors han anat reduint la seva mida, el gruix de la capa de diòxid de silici també s'ha reduït per a poder mantenir la capacitat de la porta. Si el gruix cau per sota de 2 nm, els corrents de fuita augmenten degut a l'efecte túnel. Per a solventar aquestes pèrdues cal reemplaçar el diòxid de silici per dielèctrics d'alta k.
El valor de la capacitat:
on : A és làrea del condensador κ és la constant dielèctrica relativa del material (3,9 pel diòxid de silici) ε0 és la permitivitat a l'espai buit t és el gruix del material Llavors, si el gruix del material disminueix, per a mantenir el valor de capacitat caldrà augmentar el valor de (material d'alta k)
Materials high-k Existeixen el silicat de hafnium, silicat de zircònium, diòxid de hafnium i diòxid de zircònium, amb les següents propietats: Material high-kConstant dielèctrica kReducció del corrent de fuita23x10.000-100.00020x10.000-100.00015x10.000-100.00010X100-1000
Vegeu també Tecnologia de Silici sobre aïllant (SOI) CMOS Efecte tunel quàntic Permitivitat dels materials, Permitivitat relativa, Permitivitat del buit Tecnologia de materials amb Dielèctric de low-k
Referències
Categoria:Circuits integrats Categoria:Tecnologia