另外一个问题是器件的电迁移率的降低,这是由于高乃介质的表面声子散射造成的(见图4,9)。 NCP1396ADR2G因为高乃介质的高的乃值得益于其偶极性分子结构,但这种分子结构容易产生振动。在和硅的界面上,偶极性分子的振动被传递到硅原子,造成晶格振动(声子)并进而影响电子的正常运动,导致迁移率的降低。

   图4,9 不同结构下的电子迁移率

   问题的解决方法之一是采用金属代替多晶硅作为栅极,这样既可以避免HK)2和多晶硅界面上缺陷态的产生,同时金属栅极的高的电子密度,可以把偶极性分子的振动屏蔽掉,从而提高器件的通道内的迁移率(见图4.9)。

   如前所述,HfO2族的高乃介质是目前最好的替代SlO2/SlON的选择。根据工艺整合的不同,主要有先栅极和后栅极两种路线,在后栅极中又有先高虍和后高虍两种不同方法(在金属栅极章节内详述),其主要区别在于高乃介质是否经历源/漏的高温热处理(1050℃)。纯的Hf02具有较高的虍值(25),但缺点是无法承受高温。在温度超过500℃,Hf02会发生晶化,产生晶界缺陷,同时晶化还会造成表面粗糙度的增加,这都会引起漏电流的增加,从而影响器件的性能。所以纯的HfO2只适合应用于后栅极后高虑的整合路线。可以通过对Hfo2进行掺杂来改善它的高温性能,如掺Si或氮化,形成Hsi()/H⒗iON。但这样都会降低介质的乃值(15),从而影响EOT的降低。