常见半导体的介电常数

1 电介质(Dielectric)

电介质是一类不导电，或导电能力极差的物质。电介质的内部几乎没有自由电子，因此不能像金属那样传导电流。但当电介质处于外电场中时，内部的束缚电荷会“重新排列”来响应电场。所以电介质虽然不导电，却能通过自身特性调节电场的分布、存储电场能量。

在芯片制造过程中，二氧化硅，氮化硅，氧化铪等，都是构成器件结构常用的电介质。

2 电介质的极化（Polarization）

那为什么电介质可以影响电场呢？关键就在于电介质的极化。在外加电场作用下，电介质中的正、负电荷沿着电场方向做有限的位移或者转向，形成电矩，这种现象称为电介质的极化。

电介质极化所产生的电荷称之为极化电荷，因为电介质中没有自由电子，所以极化电荷只是正负电荷发生在分子范围内微小移动的结果。

3 介电常数（Dielectric Constant）

介电常数又称为电容率，是表征电介质极化能力的物理量，用字母ε表示，单位为F/m（法拉/米）。

介电常数直接反应了电介质在电场中极化的难易程度以及对电荷的存储能力。介电常数越大，说明电介质在电场的作用下越容易发生极化。极化程度越高，电容器能够存储的电荷就越多，存储电能的能力越强。

在实际应用中，我们更常用的是相对介电常数，用字母εr​表示，其定义为电介质的绝对介电常数与真空介电常数的比值，无量纲。

其中=8.8541×10−12F/m

4 常见半导体材料的介电常数