Hafniumoxidpulver cas 12055-23-1

I traditionelle mikroelektroniske anordninger er siliciumdioxid blevet anvendt som portisolerende lagmateriale . Imidlertid er det konstant at nedbryde den fysiske grænse for at få en fysisk grænse til a, når tykkelsen af ​​silicondioxid gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -gate -silicondioxidporten, der nærmer sig sin fysiske grænse {{1}, når tykkelsen af ​​silicondioxidporten, når dens fysiske grænse {{1 Visse omfang vil portlækagesituationen øges markant, hvilket fører til et fald i transistorens ydeevne og en stigning i strømforbruget . Derudover vil der fortsætte med at bruge siliciumdioxid som portisoleringslag.

Fremkomsten afHafniumoxidpulverprovides an effective way to solve the above problems. Compared to silicon dioxide, hafnium dioxide has a higher dielectric constant and can provide the same capacitance at a thinner thickness, effectively reducing the size of transistors. Meanwhile, hafnium dioxide has extremely high compatibility with integrated circuit processes and can be easily integrated into existing Mikroelektroniske fremstillingsprocesser . Derudover giver de ferroelektriske egenskaber ved hafniumdioxid nye muligheder for dens anvendelse i ikke-flygtig hukommelse og andre felter .

(1) Forbedre transistorpræstation
Hafnium dioxide is widely used in semiconductor devices to manufacture high-k dielectric layers, replacing traditional SiO ₂ gate insulation layers. The high-k dielectric layer can effectively reduce gate leakage, improve the driving current and switching speed of the transistor, and significantly enhance the performance of the transistor. For example, when Intel introduced the 65 Nanometer fremstillingsproces, selvom det havde gjort alt for at reducere tykkelsen af ​​siliciumdioxidporten dielektrisk til 1 . 2 nanometer, vanskeligheden af ​​strømforbrug og varmeafledning øgede, når transistoren blev reduceret til atomstørrelse, hvilket resulterede i strøm af spild og unødvendig varmeenergi, og lækagesituation Høj-K-materialer (Hafniumbaserede materialer) som portdielektrik i stedet for siliciumdioxid, hvilket med succes reducerer lækage med mere end 10 gange.

(2) Reducer enhedsstørrelsen
Med den kontinuerlige fremme af avancerede procesnoder har mikroelektroniske enheder stadig større krav til størrelse . Den høje dielektriske konstant af hafniumdioxid gør det muligt for den Dioxid som port dielektrisk øger transistortætheden med næsten 2 gange, hvilket giver mulighed for en stigning i det samlede antal transistorer eller en reduktion i processorstørrelse .

(3) Reducer strømforbruget
Anvendelsen af ​​hafniumdioxidhøjt-K-dielektrisk lag kan også effektivt reducere strømforbruget af mikroelektroniske anordninger . ved at reducere gate lækage og øge skiftet hastighed for transistorer, hafniumdioxid kan reducere energitab under enhedsdrift, udvide batteriets levetid og forbedre udstyrs energieffektivitet .}}}

(1) Opdagelse og applikationsudsigter for ferroelektricitet
I 2011 opstod F & U -teamet af Namlab Electronic Materials -opstart grundlagt af Qimonda Semiconductor Company og Dresden University of Technology i Tyskland HFO ₂ Tynde film dopet med siliciumdioxid med en tykkelse på mindre end 10 nm gennem atomlagets afsætningsteknologi og observerede den unikke hysterese loop af ferroelektriske materialer i den første tid i atom i atomlagets deponeringsteknologi og observerede den unikke hysterese -loop af ferroelektriske materialer i den tid i den tid i atom i atomlagets deponeringstjeneste Eksperimenter . Denne opdagelse lagde grundlaget for påføring af hafniumdioxid i området ferroelektrisk hukommelse . ferroelektrisk hukommelse har fordelene ved ikke-volatil, højhastighedslæsning og skrivning og lav effektforbrug, og betragtes som en vigtig udviklingsretning for den næste generation af hukommelse .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

(2) Arbejdsprincippet om ferroelektrisk hukommelse
Ferroelektrisk hukommelse bruger ferroelektriciteten af ​​ferroelektriske materialer til at gemme og læse data {0}} ferroelektrisk materialer har spontane polarisationsegenskaber, og polariseringsretningen kan vendes under virkning af et eksternt elektrisk felt . i ferroelektrisk minder, polarization -retningen for ferroelmateriale ændres ved at anvende forskellige elektriske felter til at repræsentere forskellige datatilstande (såsom "0" og "1") . På grund af den stabile polarisationstilstand for ferroelektriske materialer, selv efter fjernelse af et eksternt elektrisk felt, har ferroelektrisk hukommelse ikke-volatile egenskaber.}

(3) Fordele ved hafniumdioxid ferroelektrisk hukommelse
Sammenlignet med traditionelle ferroelektriske materialer har hafniumdioxid ferroelektrisk hukommelse følgende fordele:

God kompatibilitet med CMOS -teknologi: Hafniumdioxid kan let integreres i eksisterende CMOS -fremstillingsprocesser, reducere produktionsomkostninger og behandle vanskeligheder .
Lille størrelse: Hafniumdioxid kan opnå ferroelektricitet ved tyndere tykkelser, hvilket er gavnligt for at reducere størrelsen på hukommelsen og forbedre integrationen .
Stabil ydeevne: Hafniumdioxid har god kemisk og termisk stabilitet, som kan opretholde stabil ydeevne i barske miljøer og forbedre pålideligheden af ​​hukommelsen .

(4) Forskningsfremskridt og applikationsstatus
In recent years, significant progress has been made in the study of the ferroelectricity of hafnium dioxide. There are already companies abroad that have produced prototype devices for HfO ₂ - based ferroelectric memory, and several companies are laying out the development of three-dimensional integrated logic circuits. In the field of basic scientific research, there is an increasing amount of work on Ferroelektriciteten af ​​HFO ₂ og oprindelsen, strukturel faseovergang, enhedsfremstilling og energianvendelser af dens ferroelektricitet er de vigtigste forskningsretninger . Imidlertid er Hafniumdioxid ferroelektrisk hukommelse stadig i forskning og eksperimentel fase, og der er stadig en bestemt afstand til at gå før stor-scale-kommercielle anvendelser.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

(1) Dielektrisk keramik
Det kan også bruges til at fremstille dielektrisk keramik, der spiller isolering, filtrering og andre roller i mikroelektroniske enheder . dets høje dielektriske konstant og fremragende isoleringsydelse muliggør dielektriske keramik for at opretholde gode ydelser i hansmiljø

(2) Mikrokapacitorer
In microelectronic circuits, capacitors are an important component. Hafnium dioxide can be used to manufacture micro capacitors, providing stable capacitance values ​​for circuits. Compared with traditional capacitor materials, hafnium dioxide micro capacitors have advantages such as small volume, large capacitance value, and stable performance, which are beneficial for improving the integration og ydelse af kredsløb .
(3) Belægningsmaterialer
Det har god slidstyrke og korrosionsmodstand og kan bruges som belægningsmateriale til fremstilling af mikroelektroniske enheder . for eksempel, belægning af et lag af hafniumdioxid på overfladen af ​​en halvlederchip kan beskytte chip