Hafnium óxido de polvo CAS 12055-23-1

En los dispositivos microelectrónicos tradicionales, el dióxido de silicio se ha utilizado como material de capa aislante de puerta . Sin embargo, con el desarrollo continuo de la tecnología de semiconductores, el tamaño de los transistores se reduce constantemente, y el grosor de la capa de aislamiento de la puerta de dióxido de silicio se acerca gradualmente a su límite físico. disminuye hasta cierto punto, la situación de fuga de la puerta aumentará significativamente, lo que conducirá a una disminución en el rendimiento del transistor y un aumento en el consumo de energía . Además, continuar utilizando dióxido de silicio como el material de la capa de aislamiento de la puerta será difícil de satisfacer la demanda de un rendimiento más alto y un tamaño más pequeño en la próxima generación de dispositivos microelectrónicos {{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

El surgimiento depolvo de óxido de hafnioProporciona una forma efectiva de resolver los problemas anteriores . en comparación con el dióxido de silicio, el dióxido de Hafnium tiene una constante dieléctrica más alta y puede proporcionar la misma capacidad de un grosor más delgado, reduciendo efectivamente el tamaño de los transistores . mientras que el dioxuro de hafnium tiene un compatibilidad extremadamente alto con un circuito integrado con integrado y puede ser integrado en los transistores y puede ser un circuito integrado fácilmente integrado y puede ser un circuito integrado con un compatibilidad extremadamente alto con el circuito integrado con los transistores y puede ser un circuito integrado de forma extremadamente alta. Los procesos de fabricación microelectrónica . Además, las propiedades ferroeléctricas del dióxido de Hafnium proporcionan nuevas posibilidades para su aplicación en memoria no volátil y otros campos .

(1) Mejorar el rendimiento del transistor
El dióxido de hafnio se usa ampliamente en dispositivos semiconductores para fabricar capas dieléctricas de alto K, reemplazar las capas de aislamiento de puerta SIO ₂ tradicionales . La capa dieléctrica de alto K puede reducir efectivamente la fuga de la puerta, mejorar la corriente de conducción y la velocidad de conmutación del transistor, y mejorar significativamente el rendimiento del transistor {{3} de la puerta, por ejemplo, el intento de transmisión, cuando se introdujo significativamente el rendimiento del transistor {{3}, por ejemplo. 65 nanometer manufacturing process, although it had made every effort to reduce the thickness of the silicon dioxide gate dielectric to 1.2 nanometers, the difficulty of power consumption and heat dissipation increased when the transistor was reduced to atomic size, resulting in current waste and unnecessary heat energy, and the leakage situation significantly increased. To solve this problem, Intel used Materiales más gruesos de alto K (materiales a base de hafnio) como dieléctricos de puerta en lugar de dióxido de silicio, reduciendo con éxito la fuga en más de 10 veces.

(2) Reducir el tamaño del dispositivo
Con el avance continuo de los nodos de proceso avanzados, los dispositivos microelectrónicos tienen requisitos cada vez más altos para el tamaño . La constante dieléctrica alta de la dióxida de Hafnium le permite proporcionar una capacidad suficiente de espesores más delgados, satisfaciendo así la demanda de tamaños de dispositivo continuos {{1} en comparación con la generación de 65 nanómetro, el proceso de 45 nanómetro, el proceso de 45 nanómetro, la 45 nanómetro, la 45 nanómetro. El dióxido de hafnio a medida que el dieléctrico de la puerta aumenta la densidad del transistor en casi 2 veces, lo que permite un aumento en el número total de transistores o una reducción en el tamaño del procesador .

(3) Reducir el consumo de energía
La aplicación de la capa dieléctrica de alto K de dióxido de hafnio también puede reducir efectivamente el consumo de energía de dispositivos microelectrónicos . al reducir la fuga de la puerta y aumentar la velocidad de conmutación de los transistores, el dióxido de hafnio puede reducir la pérdida de energía durante la operación del dispositivo, extender la vida útil de la batería y mejorar la eficiencia energética del equipo {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

(1) perspectivas de descubrimiento y aplicación de ferroelectricidad
En 2011, el equipo de I + D de la startup de materiales electrónicos de Namlab fundado por Qimonda Semiconductor Company y la Universidad de Tecnología de Dresden en Alemania preparó películas delgadas de HFO ₂ Dopas con dióxido de silicio con un grosor de menos de 10 nm a través de la tecnología de deposición de capas atómicas, y observó el bucle de hsteresis único de los materiales ferroeléctricos para los materiales ferroeléctricos por primera vez para los materiales por primera vez en el primer tiempo. La base para la aplicación de dióxido de hafnio en el campo de la memoria ferroeléctrica . La memoria ferroeléctrica tiene las ventajas de lectura y escritura de alta velocidad no volátil, y bajo consumo de energía, y se considera una dirección de desarrollo importante para la próxima generación de memoria .}

(2) Principio de trabajo de memoria ferroeléctrica
La memoria ferroeléctrica utiliza la ferroelectricidad de los materiales ferroeléctricos para almacenar y leer datos {{0}} Los materiales ferroeléctricos tienen características de polarización espontánea, y la dirección de polarización se puede revertir bajo la acción de un campo eléctrico externo . en la memoria ferroeléctrica, la dirección de polarización de la ferroeléctrica se cambia por el campo eléctrico que aplica . en la memoria ferroeléctrica, la dirección de polarización de la ferroeléctrica se cambia por el campo eléctrico que aplica . en la memoria ferroeléctrica, la dirección de polarización de la ferroeléctrica se cambia por un campo eléctrico. campos para representar diferentes estados de datos (como "0" y "1") . Debido al estado de polarización estable de los materiales ferroeléctricos incluso después de la eliminación de un campo eléctrico externo, la memoria ferroeléctrica tiene propiedades no volátiles .}}}}}

(3) Ventajas de la memoria ferroeléctrica de dióxido de hafnio
En comparación con los materiales ferroeléctricos tradicionales, la memoria ferroeléctrica de dióxido de hafnio tiene las siguientes ventajas:

Buena compatibilidad con la tecnología CMOS: el dióxido de Hafnium se puede integrar fácilmente en los procesos de fabricación de CMOS existentes, reduciendo los costos de fabricación y la dificultad del proceso .
Tamaño pequeño: el dióxido de hafnio puede lograr ferroelectricidad con espesores más delgados, lo cual es beneficioso para reducir el tamaño de la memoria y mejorar la integración .
Rendimiento estable: el dióxido de hafnio tiene una buena estabilidad química y térmica, que puede mantener un rendimiento estable en entornos duros y mejorar la confiabilidad de la memoria .

(4) Progreso de investigación y estado de la aplicación
En los últimos años, se han realizado progresos significativos en el estudio de la ferroelectricidad del dióxido de hafnium . Ya hay compañías en el extranjero que han producido dispositivos prototipos para la memoria ferroeléctrica HFO ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ basada en la investigación científica básica de la investigación básica. La ferroelectricidad de HFO ₂, y el origen, la transición de la fase estructural, la fabricación de dispositivos y las aplicaciones de energía de su ferroelectricidad son las principales direcciones de investigación . Sin embargo, actualmente la memoria ferroeléctrica de Hafnium todavía está en la investigación y la etapa experimental, y todavía hay una cierta distancia antes de las aplicaciones comerciales a gran escala.}}}}}}}

(1) Cerámica dieléctrica
También se puede utilizar para fabricar cerámicas dieléctricas, que juegan aislamiento, filtrado y otros roles en dispositivos microelectrónicos . su alta constante dieléctrica y excelente rendimiento de aislamiento permiten cerámicas dieléctricas para mantener un buen rendimiento en entornos severos como alta frecuencia y alta temperatura, mejorando la confiabilidad y la estabilidad de los dispositivos microelectrónicos .}}}}}

(2) Microcapacitores
En los circuitos microelectrónicos, los condensadores son un componente importante . El dióxido de hafnium se puede utilizar para fabricar micro capacitores, proporcionando valores de capacitancia estable para circuitos . en comparación con los materiales de condensadores tradicionales, los micro de dióxido de benéxido tienen un rendimiento de gran volumen como pequeño volumen, y se establecen un valor de rendimiento de dióxido tradicional, y se establecen un valor de dióxido de dióxido, y se establecen un valor de rendimiento de un pequeño volumen como un pequeño volumen. Para mejorar la integración y el rendimiento de los circuitos .
(3) Materiales de recubrimiento
Tiene buena resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, y puede usarse como material de recubrimiento para fabricar dispositivos microelectrónicos . Por ejemplo, recubrir una capa de dióxido de hafnio en la superficie de un chip semiconductor puede proteger el chip de la erosión ambiental externa, mejorar la confiabilidad y la vida de servicio del chip .}