Hafnium oksidni prah CAS 12055-23-1

U tradicionalnim mikroelektronskim uređajima, silikonski dioksid koristi se kao materijal izolacijskog sloja vrata ., a veličina tranzistora se neprestano smanjuje, a sloj silikonskog dioksida se postepeno približava njenoj fizičkoj granici . kada se dielektrična debljina silicijuma u određenoj mjeri smanjuje dielektrika silikonskih dioksida, Situacija curenja kapije značajno će se povećati, što je dovelo do smanjenja tranzistorskog učinka i povećanja potrošnje električne energije ., a nastavljajući silikonski dioksid jer će materijal izolacije kapije biti teško ispuniti potražnju za većom generacijom mikroelektronskih uređaja .

NastankaHafnijum oksidni prahPruža efikasan način rješavanja gore navedenih problema . u odnosu na silikonski dioksid, u međuvremenu, a može pružiti isti kapacitet u razrjeđivačima, hafnijum-dioksid, ima izuzetno visoku kompatibilnost s integriranim procesima kruga i može se lako integrirati u postojeću mikroelektroničku proizvodnju Procesi . Pored toga, feroelektrična svojstva hafnijum-dioksida pružaju nove mogućnosti za njegovu primjenu u nehlapljivoj memoriji i drugim poljima .

(1) Poboljšati performanse tranzistora
Hafnijum-dioksid se široko koristi u poluvodičkim uređajima za proizvodnju viseg dielektričnih slojeva, zamenjujući tradicionalni slojevi za izolaciju vrata . može efikasno smanjiti struju i prebacivanje tranzistora, a na primer prebacivanje tranzistora, a na primjer, kada je Intel predstavio proces proizvodnje 65 nanometra, Iako se činilo da smanji debljinu dielektrične kapije silikonske dioksid do 1 . 2 nanometra, što je tranzistor porastao na atomsku i neumješnu toplinu, a da bi se riješio ovaj problem, Intel je koristio debeli visoki-k materijali (materijali na bazi HAFNIUM) Dielektrika umjesto silikonskog dioksida, uspješno smanjujući curenje za više od 10 puta.

(2) Smanjite veličinu uređaja
Sa kontinuiranim naprednim procesnim čvorovima, mikroelektronski uređaji imaju sve više zahtjeve za veličinu . hafnijum-dioksid, čime se sastoji od kontinuirano skupljajućih veličina uređaja . u odnosu na prethodnu generaciju 65 nanometrijskog tehnologije, a kapijom od 45 nanometara pomoću hafnijum-dioksida kao kapije Dielektrik povećava gustoću tranzistora za gotovo 2 puta, što omogućava povećanje ukupnog broja tranzistora ili smanjenje veličine procesora .

(3) Smanjite potrošnju energije
Primjena hafnijum-diexide-k dielektričnog sloja može efikasno smanjiti potrošnju električne energije mikroelektronskih uređaja . sa smanjenjem brzine vrata i povećanje preklopne brzine tranzistora, hafnijum-dioksid može smanjiti energiju tokom rada i poboljšati energetsku efikasnost opreme .

(1) Otkrivanje i izgledi za primjenu feroelektričnosti
U 2011. godini pokretački tim za istraživanje i razvoj osnovane kompanije Qimonda Semiconductor i Dresden University of Technoxove u Njemačkoj pripremili su se silikonski dioksid sa debljinom manje od 10 nm kroz atomsku petlju ferreoelektričnih materijala prvi put u eksperimentima . ovo otkriće Fondacija za primjenu hafnijum-dioksida u polju feroelektrične memorije . ferroelektrična memorija ima prednosti nehlapljivog, velike brzine čitanja i pisanja i male potrošnje energije i smatra se važnim razvojnim smjerom za sljedeću generaciju memorije .

(2) Princip rada ferroelektrične memorije
Ferroelektrična memorija koristi feroelektričnost feroelektričnih materijala za spremanje i čitanje podataka {{0}} Ferroelektrični materijali imaju spontanu polarizacijsku karakteristike, a u ferroelektričnoj memoriji se mijenjaju polaganje ferreoelektrana da bi se predstavljala različita električna polja za predstavljanje različitih podataka o podacima (kao što su "0" i "1") . Zbog stabilne stabe polarizacione jedinice feroelektričnih materijala čak i nakon uklanjanja vanjskog električnog polja, ferroelektrična memorija ima nehlapljive svojstva .

(3) Prednosti hafnijum-dioksida feroelektrične memorije
U usporedbi s tradicionalnim feroelektričnim materijalima, hafnijum-dioksid feroelektrična memorija ima sljedeće prednosti:

Dobra kompatibilnost sa CMOS tehnologijom: Hafnijum-dioksid može se lako integrirati u postojeće CMOS proizvodne procese, smanjujući troškove proizvodnje i poteškoće u procesu .
Mala veličina: Hafnijum-dioksid može postići feroelektričnost u tanjim debljinama, što je korisno za smanjenje veličine memorije i poboljšanju integracije .
Stabilni performanse: Hafnijum dioksid ima dobru hemijsku i toplinsku stabilnost, što može održavati stabilne performanse u oštrim okruženjima i poboljšati pouzdanost memorije .

(4) Napredak istraživanja i status aplikacije
Posljednjih godina postignut je značajan napredak u proučavanju hafnijum-dioksida . u inostranstvu koji su proizveli prototipske uređaje za ferroelektričnu memoriju sa HFO-om, a u polju osnovnih naučnih istraživanja postoji sve veći iznos na ferreoelektričnosti HFO-a I porijeklo, strukturna fazna tranzicija, proizvodnja uređaja i energetske primjene njene ferElektričnosti su glavna istraživačka smjera ., a trenutno je hafnijum-dioksid feroelektrična memorija i dalje u istraživačkom i eksperimentalnom položaju, a još uvijek postoji određena udaljenost prije velikih komercijalnih primjena .

(1) dielektrična keramika
Može se koristiti i za proizvodnju dielektrične keramike, koja igra izolaciju, filtriranje i druge uloge u mikroelektronskim uređajima . omogućavaju dielektričnu keramiku kako bi održala veliku frekvenciju i visoku temperaturu, poboljšavajući pouzdanost i stabilnost mikroelektronskih uređaja .

(2) Mikrokapacitori
U mikroelektronskim krugovima, kondenzatori su važna komponenta . hafnijum-dioksid može se koristiti za proizvodnju mikro kondenzatora, pružajući stabilne kapacitore za krugove ., u odnosu na tradicionalne mikro kondenzatore za kondenzaciju, kao što su male količine kapaciteta i stabilne performanse, koji su korisni za poboljšanje integracije i performanse sklopova.
(3) materijali za oblaganje
Ima dobru otpornost na trošenje i može se koristiti kao materijal za oblaganje za proizvodnju mikroelektronskih uređaja ., premaz sloj hafnijum-dioksida na površini poluvodičkog čipa može zaštititi čip iz vanjske ekološke erozije, poboljšati pouzdanost i vijek trajanja čipa.