Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
performance ((有的Hi-k material 它在高溫時並不穩定, 比方以HfO2來說, 它有介面層 IL 的問題,…
performance
有的Hi-k material 它在高溫時並不穩定
比方以HfO2來說
它有介面層 IL 的問題
在高溫製程或退火的時候，會和鄰近的Si substrate 和 Poly-Si Gate 產生化合物
這些多半是一些薄的氧化物或矽化物
然而使用上
像我這邊 [按]
#
比如從3.9到25
我把k提升了6倍
我於是可以把gate dielectric從原本的10nm變成60nm，卻讓他capacitance 維持一樣
原本所使用的silicon oxide。現在我們用hi-k material比如Hafnium Oxide
我就可以用比較高的k，來達到一樣的電容值，但我thickness不用做得太薄
有一樣的oxide capacitance
就維持drain current 一樣足夠的值
而Hi-k material 讓我不用做得太薄、有足夠的厚度，又維持一樣的 Drain current
我只要有一樣的drain current、一樣電流
就可以維持電晶體一樣的運算速度、一樣的 Performance
但閘極的漏電流隨著微縮上升，
卻造成額外的power consumption，抵銷了微縮所產生的優點。我們希望它越小越好
所以我希望我的漏電流越小越好
很顯然地， 我也不能有太大的氧化層厚度
參差不齊的薄膜
相當於串聯一個電容，使K下降
使我Hi-k的效果就沒有那麼好
而這些layer上面的介面電荷，導致電子scattering、造成電流下降、performance下降
那這些是主要因為HfO2和 Poly-Si 產生化學反應
後來我們將gate換成metal之後
因為金屬閘極它本身有較好的物性、沉積在die上面不會汙染介電層、不會產生反應
在高溫時有比較好的熱穩定性
所以這樣一來，我們可以看到
我原本Silicon Oxide在這，我閘極 漏電流 下降了
這樣使我的漏電流下降、 了卻維持在同一個厚度
Oxide Thickness
我如果把我的電晶體電流做大，他就可以運算得更快
一直以來，我們靠微縮電晶體來增加電流
現在的元件速度要求越來越高，
我使用Hi-k material 、那當我掉到限制值下面後
當我掉到限制值下面，
我也能夠、繼續微縮下去
我的可忍受的「閘極漏電」在這裡
這是漏電流的忍受限制
最關鍵的地方在於Gate dielectric我們使用hi k的材料。它依然能維持一樣的電容值、使drain current符合元件所需