High-κ絶縁体
High-κ絶縁体(はいかっぱぜつえんたい)とは、(二酸化ケイ素と比べて)高い比誘電率 κ を持つ材料に対する呼称である。半導体製造プロセスでHigh-κ絶縁体は、二酸化ケイ素ゲート絶縁体やその他の絶縁膜を置き換えるために用いられる。high-κゲート絶縁体は、ムーアの法則と呼ばれるマイクロ電子部品のさらなる微細化の戦略の一つである。
"high-κ"(high Κ)の代わりに"high-k"と呼ばれる時もある。
二酸化ケイ素ゲート絶縁体を別の材料に置き換えることは、製造プロセスをさらに複雑にする。 下層のシリコンを熱酸化することで均一性と高い界面特性を持つ二酸化ケイ素を作ることができる。 その結果、開発努力は製造プロセスに容易に取り込める高い誘電率をもつ材料の探索に集中した。 その他に考慮すべき事は、シリコンへのバンドアライメント(これはリーク電流を変化させる)、薄膜のモルフォロジー、熱的安定性、チャネルでの電荷キャリアの高い移動度の維持、薄膜との界面での電気的欠陥の最小化である。 多くの注目を集めている材料は、一般的に原子層堆積で作られるケイ酸ハフニウム、ケイ酸ジルコニウム(英語版)、酸化ハフニウム、ジルコニアである。
high-k絶縁体での欠陥状態は電気特性に影響を与えられると考えられる。 欠陥状態は、例えばゼロバイアス熱刺激電流、ゼロ温度勾配ゼロバイアス熱刺激電流分光、非弾性電子トンネル分光(英語版)(IETS)を用いて測定できる。