Учёные Института физики полупроводников СО РАН и НИЦ «Курчатовский институт» усовершенствовали high-k диэлектрик на основе диоксида гафния. Результаты работы могут лечь в основу энергонезависимой памяти и мобильной связи нового поколения.
В затворах транзисторов кремниевой электроники обычно используют диоксид кремния. Но его пытаются заменить на материал с высокой диэлектрической проницаемостью — high-k. Один из кандидатов — диоксид гафния.
High-k означает высокую диэлектрическую проницаемость. То есть при приложении электрического поля такой диэлектрик сильнее поляризуется и почти не уменьшает электрический потенциал. Это позволяет увеличить толщину подзатворного диэлектрика, снизить утечки и открывать токовый канал в полевом транзисторе при более низких напряжениях. И, в итоге, создавать полупроводниковые устройства с более низким напряжением питания и электропотреблением.
Учёные легировали диоксид гафния оксидом алюминия в соотношении 15 к 1, чередуя монослои двух диэлектриков. Плёнки выращивали методом плазменно-стимулированного атомно-слоевого осаждения в лаборатории отделения физико-технологических исследований имени К.А. Валиева НИЦ «Курчатовский институт». Затем в лаборатории ИФП их переносили с тонким слоем кремния на кремниевую подложку.
Исследование пока носит фундаментальный характер. О практическом применении речи не идёт — только о перспективе.