Wysokiej κ dielektrycznej ( wysokiej κ dielektrycznej ) jest materiałem o wysokiej stałej dielektrycznej k (w stosunku do dwutlenku krzemu ), stosowanych w produkcji półprzewodników składników jako zamiennik zwykle dwutlenek krzemu bramy . Wykorzystanie tego rodzaju materiału jest jedną ze strategii rozwoju umożliwiających miniaturyzację związków w mikroelektronice, w celu dalszego przestrzegania prawa Moore'a .
Dwutlenek krzemu jest od dziesięcioleci stosowany w tranzystorach polowych bramkowych z tlenkiem metalu (MOSFET) jako tlenek bramki ze względu na jego stosunkowo wysoką stałą dielektryczną (dobry izolator) i łatwość produkcji (np. Proste utlenianie powierzchniowej warstwy krzemu , materiał stanowiący podstawową budowę tranzystora). W celu dalszej miniaturyzacji związków elektronicznych, a tym samym jednoczesnego zwiększenia ich wydajności, zmniejszono również wymiary tranzystorów, w tym grubość bramki z dwutlenku krzemu, co jednocześnie zwiększa jej pojemność elektryczną . Jednak poniżej grubości 2 nm prądy upływowe w wyniku efektu tunelowania drastycznie rosną, zwiększając zużycie energii przez element i zmniejszając jego niezawodność. Chodzi o to, aby zastąpić dwutlenek krzemu bramki dielektrykiem o wyższej stałej dielektrycznej κ, materiałem o wysokim κ, umożliwiającym zwiększenie pojemności bramki bez skutków przecieku.
Zastąpienie dwutlenku krzemu innym materiałem komplikuje proces produkcji związku. Dzieje się tak, ponieważ dwutlenek krzemu może być łatwo utworzony przez utlenianie termiczne dolnej warstwy krzemu, tworząc jednolitą warstwę tlenku o wysokiej jakości interfejsie. W związku z tym prace rozwojowe skupiły się na znalezieniu materiału o wysokiej stałej dielektrycznej, który można łatwo zintegrować z procesem produkcyjnym. Innymi kluczowymi punktami są wyrównanie pasma z krzemem , morfologia folii, jej stabilność termiczna, zachowanie dużej ruchliwości nośników w kanale oraz minimalizacja usterek elektrycznych na granicy faz. Materiały, które zwróciły uwagę badaczy, to krzemki hafnu , krzemki cyrkonu , dwutlenek hafnu i dwutlenek cyrkonu osadzane na ogół przez osadzanie warstw atomowych .