Специфика туннелирования носителей между валентной зоной кремния и металлом в приборах на основе структуры Al/high-$K$-oxide/SiO$_{2}$/Si

Теоретически проанализированы особенности туннелирования электронов из валентной зоны кремния или в нее в системе металл–диэлектрик–полупроводник с двойным изолятором HfO$_{2}$(ZrO$_{2}$)/SiO$_{2}$ в различных режимах. Показано, что при невысоких напряжениях относительная роль тока валентной зоны в структурах с HfO$_{2}$(ZrO$_{2}$)/SiO$_{2}$ менее значительна, чем в структурах только с диоксидом кремния. В случае очень широкозонного high-$K$ оксида (ZrO$_{2}$) для компоненты тока валентная зона-металл предсказываются немонотонности, связанные с туннелированием через верхний барьер. Применение двухслойного диэлектрика может дать определенные преимущества для ряда приборов – таких, как диод и биполярный транзистор с туннельным эмиттером (Tunnel Emitter Transistor, TET) или резонансно-туннельный диод – помимо традиционного использования high-$K$ диэлектриков в полевом транзисторе (MOSFET).