Halbleitertechnologie von A bis Z

Alles über Halbleiter und die Waferfertigung

Equivalent oxide thickness

Bisher kommt in der Halbleiterfertigung meist eine dünne Schicht Siliciumdioxid als Isolator zwischen Transistorkanal und Gateelektrode zum Einsatz, das Gateoxid. Auf Grund der fortschreitenden Miniaturisierung wird jedoch auch das Gateoxid immer dünner, so sind nicht nur schnellere Schaltungen möglich, auch die Leistungsaufnahme wird verringert.

Durch die immer geringeren Schichtdicken können jedoch Tunneleffekte und Leckströme auftreten, so dass die isolierende Wirkung der Schicht minimiert wird oder vollständig verloren geht. Um dem entgegenzuwirken, werden neuartige Materialien erforscht, die als Alternative zu Siliciumdioxid eingesetzt werden können, sogenannte High-k-Dielektrika.

Als Vergleichsmaß wurde daher die Equivalent oxide thickness (EOT, äquivalente Oxiddicke) eingeführt. Sie gibt an, wie dick eine Siliciumdioxidschicht sein müsste, um die selben Kapazitätswerte aufzuweisen, wie das High-k-Dielektrikum. Die EOT berechnet sich nach:

EOT-Gleichung

Darin ist εr die relative Permittivität von SiO2 bzw. des High-k-Dielektrikums und d(High-k) die Schichtdicke des Isolators. Somit sind rein rechnerisch SiO2-Dicken von weit unter 1 nm möglich.