Эквивалентная толщина оксида

Эквивалентная толщина оксида, обычно измеряемая в нанометрах (нм), представляет собой толщину пленки оксида кремния , которая обеспечивает те же электрические характеристики, что и с высоким κ используемый материал .

Этот термин часто используется при описании полевых транзисторов , в которых используется электрически изолирующая прокладка из материала между затвором и легированной полупроводниковой областью. Производительность устройства обычно улучшается за счет уменьшения толщины изолирующей прокладки из оксида кремния. Когда толщина изолирующей прокладки приблизилась к 5–10 нм, ток утечки стал проблемой, и потребовались альтернативные материалы. Эти новые материалы имели меньшую эквивалентную толщину оксида, поэтому они могли сохранять соответствующую толщину оксида затвора, чтобы предотвратить ток утечки, а также увеличить скорость переключения. Например, материал с высоким κ с диэлектрической проницаемостью 39 (по сравнению с 3,9 для оксида кремния) будет в десять раз толще, чем материал оксида кремния, что поможет уменьшить утечку электронов через диэлектрическую площадку, одновременно достигая той же емкости и высокая производительность. Другими словами, пленка оксида кремния толщиной в одну десятую толщины пленки с высоким κ для достижения аналогичных характеристик при игнорировании тока утечки потребуется .

Обычно используемые диэлектрики затвора с высоким κ включают оксид гафния и, в последнее время, оксид алюминия для устройств с круговым затвором .

$\mathrm {EOT} =t_{\text{high-κ}}\left({\frac {k_{{\text{SiO}}_{2}}}{k_{\text{high-κ}}}}\right)$

Определение EOT полезно для быстрого сравнения различных диэлектрических материалов со стандартным диэлектриком из оксида кремния, а именно:

$\epsilon _{0}\,\epsilon _{{\text{SiO}}_{2}}{\frac {A}{\mathrm {EOT} }}=\epsilon _{0}\,\epsilon _{\text{high-κ}}\,{\frac {A}{t_{\text{high-κ}}}}=C$