ゲート絶縁膜

げーとぜつえんまく

MOSトランジスタで、ゲートの電極と電流の通り道のあいだにある薄い絶縁の膜。この膜ごしに電圧をかけて、通り道を開け閉めする。

膜が薄いほど、ゲートの電圧が通り道によく効き、トランジスタを小さくできます。長く二酸化ケイ素が使われてきましたが、微細化で厚さが原子数個分(約1ナノメートル)になると、電子が膜をすり抜けて電流が漏れるようになりました。

インテルは2007年、45ナノメートル世代で、この膜をハフニウムを含む材料に替えました^[1]。電圧を伝える力(誘電率)が高いので、物理的には厚くしても同じ効き目が得られ、漏れが大きく減ります。「High-k」と呼ばれるのは、この誘電率の高さのことです。ゲートオールアラウンド構造でも、この膜を通り道の全周に薄く均一に付けることが、製造の難所になっています。