可用作高K金属栅极电介质的金属氧化物需要具备K值达到要求、禁带宽度高、物理化学性质稳定、热稳定性好、可制造薄膜材料、与硅元素兼容、兼容CMOS工艺等特点。
高K金属栅（HKMG），是制造晶体管的重要材料，具有介电常数高的特点。高K金属栅是以金属氧化物作为栅极电介质，与传统栅极结构相比，可以减少栅极漏电流，提高晶体管可靠性。
根据摩尔定律，每约18个月，集成电路上可容纳的晶体管数量会增加一倍，这需要将晶体管的尺寸缩小一半，使得制造晶体管的半导体材料的物理电气特性无限接近极限。到45nm制程芯片时，晶体管中最先达到极限的部件是栅极介电质，传统的栅极电介质采用二氧化硅，已无法满足晶体管性能提高、体积缩小的要求，易产生漏电流等问题，造成晶体管可靠性下降，高K金属栅因此被提出。
根据新思界产业研究中心发布的《2022－2026年高K金属栅（HKMG）行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，高K金属栅能够在缩小晶体管体积的同时，保持栅电容不变，并减小漏电流、降低工作电压、减少能耗。英特尔芯片进入45nm制程时，即采用了高K金属栅晶体管，即英特尔45nm高K金属栅硅制程技术，其采用金属铪的氧化物作为高K金属栅的栅极电介质。这是20世纪60年代以来，晶体管技术的重大突破，也是半导体产业的一项重要创新。
可用作高K金属栅极电介质的金属氧化物需要具备K值达到要求、禁带宽度高、物理化学性质稳定、热稳定性好、可制造薄膜材料、与硅元素兼容、兼容CMOS工艺等特点。二氧化铪（HfO2）是目前主流的高K金属栅极电介质材料，在半导体产业中得到广泛应用，但二氧化铪存在高温稳定性较弱、与硅相容性较差、沉积薄膜易产生缺陷等缺点，新的高K金属栅极电介质还有待开发。
2021年3月，三星推出全球首个基于高K金属栅技术的512GB DDR5内存模块，可以降低DDR5内存的漏电流现象，并可以减少能耗，且性能较DDR4大幅提升。由此来看，高K金属栅在高性能处理器与存储器制造方面拥有巨大发展潜力。我国处理器与存储器制造能力正在逐步增强，但与国际巨头相比还存在一定差距，开发高K金属栅技术有利于提高我国处理器与存储器行业核心竞争力。
新思界行业分析人士表示，根据中国半导体行业协会统计数据显示，2021年，我国集成电路产业销售额为10458．3亿元，同比增长18．2％。处理器、存储器一般是超大规模集成电路，晶体管是其核心组成部分，在计算机等电子产品性能要求不断提升的背景下，高K金属栅市场空间持续扩大，未来发展前景广阔。
原文标题 : 【深度】高K金属栅（HKMG）可提高晶体管综合性能 市场发展潜力巨大
