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  • >>High-k
  • トランジスタの「ゲート絶縁膜」の種類の一つで、高誘電率の素材を使ったもの。 　従来、トランジスタのゲート絶縁膜には二酸化ケイ素(SiO2)が用いられてきたが、微細化・集積化が進むにつれて、その膜の厚さは原子数個分まで薄くなり、量子トンネル効果によって絶縁膜を透過して流れ出てしまうリーク電流が増え、集積化を足止めする形になっている。 　この問題を解決するため、Intel社は「厚さがあり、かつ大量の電流を流せる高誘電率な素材」として「High-kゲート絶縁膜」を開発した。これは、絶縁膜に厚みをつけることにより量子トンネル効果によるリーク電流を減少させたものである。また、トランジスタの電流量を大きくするために高誘電率のものを採用した。同社のデータでは、High-kを採用すると誘電容量は従来より60%アップし、ゲートの漏れ電流は100分の1になった。 　しかし、このHigh-kゲート絶縁膜は、従来のシリコン(Si)でできたゲート電極と組み合わせて使った場合に、境界(接触面)で不具合が発生しやすく動作電圧が上昇する傾向がある。さらに内部で「フォノン振動」が発生し、電子の流れを阻害する問題も発生する。そこで、High-kゲート絶縁膜の特長を十二分に引き出すために、ゲート電極に金属を使った「メタルゲート」が開発された。High-kゲート絶縁膜とメタルゲートの組み合わせはフォノン振動を抑える効果があるといわれている。 　Intelは、2007年の移行を予定している45nmプロセス技術でHigh-kゲート絶縁膜とメタルゲート電極を採用する予定である。また、様々な状況に合わせて最適な材料(金属等)を組み合わせることで、45nmプロセスへの移行を支えられるような高いパフォーマンスとリーク電流の大幅な低減を目指している。
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