电介质的性质 low-K与high-K

　　首先我们要知道CPU内部的集成电路除了，金属导线，半导体材料之外，还有分布于他们周围的至关重要的“电介质”，“电介质”同时影响着晶体管本身诸如漏电、开关速度之类的电学特性也影响着集成电路整体的其它各种物理性能和逻辑运算能力，对CPU的发展起着决定性的作用。下面先我们就要来了解电介质的概念。

●　什么是电介质？

IBM CPU的截面图，绿色的部分即为电介质

　　材料从导电特性上可分为可分为超导体、导体、半导体、绝缘体等，导电性能良好的材料称为电的良导体或直接称为导体，不导电的材料称为电的不良导体或者称作绝缘体。导体中含有许多可以自由移动的电荷，而绝缘体中电荷被紧密的束缚在自身所属的原子核周围，这些电子由于被原子束缚的较紧所以不能自由流动。

极化的电介质

　　绝缘体不能导电，但在电场中会受的电场的作用而极化，同时极化后产生的电场也会影响原来的电场，这种特性在电学中起着重要的作用。因此从电场的角度来看，绝缘体也被称为电介质(dielectric)。（也就是说在晶体管里电介质性质上就是我们大家熟知的绝缘体，OK，没有那么神秘，别被专业名词吓跑~~）

●　什么是High－k/Low-K

　　电介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即介电常数 (permittivity),又称诱电率，用kappa或K表示。其中作为储电材料的电介质的k 值对电容容量的大小起着关键性作用，Ｋ值越大，则电介质所处的电路的电容越大，Ｋ值越小，则电路的电容越小。

　　不同电介质的介电常数k 相差很大，真空的k 值为1，在所有材料中最低；工程上根据k值的不同，把电介质分为高k(high-k)电介质和低k(low-k)电介质两类。介电常数k ＞3.9 时，判定为high-k；而k≤3.9时则为low-k。IBM将low-k标准规定为k≤2.8，目前业界大多以2.8作为low-k电介质的k 值上限。

　　对于半导体工业而言，寻找更为合适的电介质对于集成工艺的发展有着核心的影响力。如果把光刻技术比喻为“挤”，则在挤的同时带来的种种问题则必须由更加合适的材料来解决。