Ossidi ad alta costante dielettrica come dielettrico di gate per transistor MOS

Lo scaling dei transitor MOS ha portato lo strato Diossido di Silicio, usato come dielettrico di gate, verso spessori talmente ridotti (1.4 nm) da rendere eccessiva la corrente di perdita. E’ necessario rimpiazzare il SiO2 con uno strato più spesso di un ossido ad alta costante dielettrica k (ossido high-k). Questa tesi discute i criteri fondamentali per la scelta di un ossido high-k: valore della costante k, band offset con il silicio, stabilità termodinamica e compatibilità alle alte temperature dei processi di fabbricazione. Successivamente vengono mostrati alcuni problemi derivanti dall’utilizzo di high-k all’interno dei MOSFET, come la riduzione della mobilità e l’instabilità della tensione di soglia. Infine viene spiegata l’importanza della struttura a contatto diretto ossido/silicio, realizzabile con un ossido di Lantanio, che permette di continuare lo scaling verso spessori di dielettrico inferiori