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锦州市金属材料研究所

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铪的应用方向

2021-11-12

铪用于Z新的intel45纳米处理器。由于二氧化硅(SiO2)具有易制性(Manufacturability),且能减少厚度以持续改善晶体管效能,处理器厂商均采用二氧化硅做为制作栅极电介质的材料。当英特尔导入65纳米制造工艺时,虽已全力将二氧化硅栅极电介质厚度降低至1.2纳米,相当于5层原子,但由于晶体管缩至原子大小的尺寸时,耗电和散热难度亦会同时增加,产生电流浪费和不必要的热能,因此若继续采用时下材料,进一步减少厚度,栅极电介质的漏电情况势将会明显攀升,令缩小晶体管技术遭遇极限。为解决此关键问题,英特尔正规划改用较厚的高K材料(铪元素为基础的物质)作为栅极电介质,取代二氧化硅,此举也成功使漏电量降低10倍以上。

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另与上一代65纳米技术相较,英特尔的45纳米制程令晶体管密度提升近2倍,得以增加处理器的晶体管总数或缩小处理器体积,此外,晶体管开关动作所需电力更低,耗电量减少近30%,内部连接线 (interconnects) 采用铜线搭配低k电介质,顺利提升效能并降低耗电量,开关动作速度约加快 20%。

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