Vysokou dielektrickou κ ( high-κ dielektrikum ), je materiál s vysokou dielektrickou konstantou mítk (v porovnání se, že z oxidu křemičitého ), používané při výrobě polovodičových součástek jako náhrada za obvykle oxid křemičitý brány . Použití tohoto typu materiálu představuje jednu z vývojových strategií umožňujících miniaturizaci sloučenin v mikroelektronice, aby bylo možné i nadále dodržovat Moorův zákon .
Oxid křemičitý se používá v tranzistorech s efektem hradlového pole na bázi oxidu kovu (MOSFET) jako hradlový oxid po celá desetiletí díky své relativně vysoké dielektrické konstantě (dobrý izolátor) a snadné výrobě (např. Jednoduchá oxidace povrchové vrstvy křemíku , materiál tvořící základní strukturu tranzistoru). Aby se dále miniaturizovaly elektronické sloučeniny a tím se současně zvýšil jejich výkon, zmenšily se také rozměry tranzistorů, včetně tloušťky hradla oxidu křemičitého, který současně zvyšuje jeho elektrickou kapacitu . Avšak pod tloušťkou 2 nm se svodové proudy tunelovým efektem drasticky zvyšují, což zvyšuje spotřebu energie součásti a snižuje její spolehlivost. Myšlenkou je tedy nahradit oxid křemičitý hradla dielektrikem s vyšší dielektrickou konstantou κ, materiálem s vysokým κ, což by umožnilo zvýšit kapacitu hradla bez účinků úniku.
Nahrazení oxidu křemičitého jiným materiálem zvyšuje složitost výrobního procesu sloučeniny. Je to proto, že oxid křemičitý lze snadno vytvořit tepelnou oxidací spodní vrstvy křemíku, čímž se vytvoří stejnorodá vrstva oxidu s vysoce kvalitním rozhraním. Vývojové úsilí se tedy zaměřilo na nalezení materiálu s vysokou dielektrickou konstantou, který lze snadno integrovat do výrobního procesu. Dalšími klíčovými body jsou vyrovnání pásu s křemíkem , morfologie filmu, jeho tepelná stabilita, udržení vysoké pohyblivosti nosičů v kanálu a minimalizace elektrických poruch na rozhraní. Materiály, které přilákaly pozornost výzkumných pracovníků, jsou silicid hafnia , silicid zirkonia , oxid hafnium a oxid zirkoničitý nanášené obecně atomovou depozicí vrstev .