Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd. یکی از با تجربه ترین تولید کنندگان و تامین کنندگان پودر اکسید هافنیوم cas 12055-23-1 در چین است. به عمده فروشی عمده پودر اکسید هافنیوم با کیفیت بالا cas 12055-23-1 برای فروش در اینجا از کارخانه ما خوش آمدید. خدمات خوب و قیمت مناسب در دسترس است.
پودر اکسید هافنیومفرمول شیمیایی HfO2. وزن مولکولی 210.49. کریستال مکعبی سفید. وزن مخصوص 9.68. نقطه ذوب 25 ± 2758 درجه. نقطه جوش حدود 5400 درجه است. دی اکسید هافنیوم سیستم مونوکلینیک در اتمسفر اکسیژن کافی در دمای 1475 تا 1600 درجه به سیستم چهار ضلعی تبدیل می شود. نامحلول در آب و اسیدهای معدنی عمومی، اما به آرامی در اسید هیدروفلوئوریک محلول است. با اسید سولفوریک غلیظ داغ یا سولفات اسید واکنش می دهد و سولفات هافنیوم را تشکیل می دهد [hf (SO4) 2]. پس از اختلاط با کربن، حرارت داده و کلر می شود تا تتراکلرید هافنیوم (hfcl4) ایجاد شود، با فلوروسیلیکات پتاسیم واکنش داده و فلوروافنیوم پتاسیم (k2hff6) تشکیل می شود و با کربن واکنش می دهد تا کاربید هافنیوم HFC بالاتر از 1500 درجه را تشکیل دهد. با سوزاندن مستقیم کاربید هافنیوم، تتراکلرید، سولفید، بورید، نیترید یا اکسید هیدراته در دمای بالا{21} تهیه می شود.
|
فرمول شیمیایی |
HfO2 |
|
جرم دقیق |
212 |
|
وزن مولکولی |
210 |
|
m/z |
212 (100.0%), 210 (77.8%), 209 (53.0%), 211 (38.8%), 208 (15.0%) |
|
تحلیل عنصری |
Hf, 84.80; O, 15.20 |
روش تهیه زیرکونیوم با خلوص بالا-پودر اکسید هافنیوم، مراحل روش به شرح زیر است:
(1) محلول سولفات هافنیوم واجد شرایط را تهیه کنید: اکسید هافنیوم را به عنوان ماده خام بگیرید و سپس آن را با ذوب قلیایی، انحلال اسید هیدروکلریک، کریستالیزاسیون، حذف ناخالصی، رسوب، فیلتراسیون، خشک کردن، حل کنید و سپس آن را با محلول اسید سولفوریک حل کنید. غلظت h+، غلظت HfO2 و محلول سولفات هافنیوم را در محلول سولفات هافنیوم تنظیم کنید.
(2) استخراج کننده از گرید صنعتی N235 ترکیب شده با گرید صنعتی a1416 و نفت سفید سولفونه درجه صنعتی ساخته شده است. کسر حجمی هر یک از اجزای استخراج کننده به شرح زیر است: n235:20٪، a1416:7٪، نفت سفید سولفونه: 73٪. استخراجکننده فوق برای استخراج سه مرحلهای استفاده میشود تا زیرکونیوم و هافنیوم را از مایع خوراک سولفات هافنیوم جدا کند تا باقیمانده استخراج سولفات هافنیوم زیرکونیوم کم باشد.
(3) پس از سه مرحله استخراج، باقیمانده استخراج سولفات هافنیوم زیرکونیوم کم بهطور متوالی توسط آمونیاک رسوب داده میشود، شستشو میشود، خشک میشود، توسط اسید کلریدریک شسته میشود، متبلور و خالص میشود، توسط آمونیاک رسوب داده میشود، شستشو میشود، خشک میشود و کلسینیم کم میشود{2} محصولات اکسیدی
پودر اکسید هافنیومبه عنوان یک ماده اکسیدی ساده با فاصله باند وسیع، ثابت دی الکتریک بالا و ویژگی های فروالکتریک، چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه میکروالکترونیک دارد. به عنوان یک ماده لایه دی الکتریک بالا-، می تواند به طور موثر عملکرد ترانزیستورها را بهبود بخشد، اندازه دستگاه را کاهش دهد و مصرف برق را کاهش دهد. به عنوان یک ماده حافظه فروالکتریک، فرصت های جدیدی را برای توسعه نسل بعدی حافظه غیرفرار-به ارمغان می آورد. با این حال، برنامه های کاربردی در زمینه میکروالکترونیک نیز با برخی چالش های فنی مانند کنترل انتقال فاز، مسائل رابط، تکنیک های دوپینگ و فرآیندهای آماده سازی مواجه هستند. انتظار می رود از طریق نوآوری و تحقیقات تکنولوژیکی مستمر، این چالش ها حل شوند.
پیشینه کاربردی در زمینه میکروالکترونیک
محدودیت های لایه عایق گیت دی اکسید سیلیکون سنتی
در دستگاه های میکروالکترونیک سنتی، دی اکسید سیلیکون به عنوان ماده لایه عایق دروازه استفاده شده است. با این حال، با توسعه مداوم فناوری نیمه هادی، اندازه ترانزیستورها به طور مداوم در حال کوچک شدن است و ضخامت لایه عایق گیت دی اکسید سیلیکون به تدریج به حد فیزیکی خود نزدیک می شود. هنگامی که ضخامت دی الکتریک گیت دی اکسید سیلیکون تا حد معینی کاهش می یابد، وضعیت نشتی گیت به طور قابل توجهی افزایش می یابد و منجر به کاهش عملکرد ترانزیستور و افزایش مصرف برق می شود.
مزایای به عنوان یک ماده جایگزین
ظهورپودر اکسید هافنیومراه موثری برای حل مشکلات فوق ارائه می دهد. در مقایسه با دی اکسید سیلیکون، دی اکسید هافنیوم دارای ثابت دی الکتریک بالاتری است و می تواند همان ظرفیت خازنی را در ضخامت نازکتر ایجاد کند و به طور موثر اندازه ترانزیستورها را کاهش دهد. در همین حال، دی اکسید هافنیوم سازگاری بسیار بالایی با فرآیندهای مدار مجتمع دارد و می تواند به راحتی در فرآیندهای تولید میکروالکترونیک موجود ادغام شود. علاوه بر این، خواص فروالکتریک دی اکسید هافنیم امکانات جدیدی را برای کاربرد آن در حافظه غیر فرار و سایر زمینه ها فراهم می کند.
کاربردهای خاص دی اکسید هافنیوم در زمینه میکروالکترونیک
مواد لایه دی الکتریک با k بالا
(1) بهبود عملکرد ترانزیستور
دی اکسید هافنیوم به طور گسترده در دستگاه های نیمه هادی برای تولید لایه های دی الکتریک با کیفیت بالا استفاده می شود و جایگزین لایه های عایق گیت سنتی SiO 2 می شود. لایه دی الکتریک بالا{2}}می تواند به طور موثری نشت گیت را کاهش دهد، جریان رانندگی و سرعت سوئیچینگ ترانزیستور را بهبود بخشد و عملکرد ترانزیستور را به طور قابل توجهی افزایش دهد. به عنوان مثال، زمانی که اینتل فرآیند تولید 65 نانومتری را معرفی کرد.
اگرچه تمام تلاش خود را برای کاهش ضخامت دی الکتریک گیت دی اکسید سیلیکون به 1.2 نانومتر انجام داده بود، اما با کاهش ترانزیستور به اندازه اتمی دشواری مصرف برق و اتلاف گرما افزایش یافت و در نتیجه باعث اتلاف فعلی و انرژی گرمایی غیر ضروری شد و وضعیت نشتی به طور قابل توجهی افزایش یافت. برای حل این مشکل، اینتل از مواد ضخیمتر با غلظت-K (مواد مبتنی بر هافنیوم) بهعنوان دیالکتریک گیت بهجای دیاکسید سیلیکون استفاده کرد که با موفقیت بیش از 10 برابر نشت را کاهش داد.
(2) اندازه دستگاه را کاهش دهید
با پیشرفت مداوم گرههای فرآیند پیشرفته، دستگاههای میکروالکترونیک به طور فزایندهای نیاز به اندازه بالایی دارند. ثابت دیالکتریک بالای دیاکسید هافنیوم آن را قادر میسازد تا ظرفیت کافی را در ضخامتهای نازکتر فراهم کند، بنابراین نیاز برای اندازههای دستگاه کوچکتر میشود. در مقایسه با نسل قبلی فناوری 65 نانومتری، فرآیند 45 نانومتری با استفاده از دی اکسید هافنیوم به عنوان دی الکتریک گیت، تراکم ترانزیستور را نزدیک به 2 برابر افزایش می دهد و امکان افزایش تعداد کل ترانزیستورها یا کاهش اندازه پردازنده را فراهم می کند.
(3) مصرف برق را کاهش دهید
استفاده از لایه دی الکتریک با کیفیت بالا با دی اکسید هافنیوم نیز می تواند به طور موثر مصرف برق دستگاه های میکروالکترونیک را کاهش دهد. با کاهش نشتی گیت و افزایش سرعت سوئیچینگ ترانزیستورها، دی اکسید هافنیوم می تواند اتلاف انرژی در حین کار دستگاه را کاهش دهد، عمر باتری را افزایش دهد و بهره وری انرژی تجهیزات را بهبود بخشد.
مواد حافظه فروالکتریک
(1) کشف و چشم انداز کاربرد فروالکتریک
در سال 2011، تیم تحقیق و توسعه استارتاپ مواد الکترونیکی NaMLab که توسط شرکت نیمه هادی Qimonda و دانشگاه فناوری درسدن در آلمان تأسیس شد، لایههای نازک HfO 2 آغشته به دی اکسید سیلیکون با ضخامت کمتر از 10 نانومتر را از طریق فناوری رسوب لایه اتمی تهیه کردند و اولین آزمایش منحصر به فرد مواد پسماند پسالسیس را در حلقههای پسماند مشاهده کردند. این کشف پایه و اساس کاربرد دی اکسید هافنیوم را در زمینه حافظه فروالکتریک ایجاد کرد. حافظه فروالکتریک دارای مزایای-غیر فرار، خواندن و نوشتن با سرعت بالا-و مصرف انرژی کم است و به عنوان یک جهت توسعه مهم برای نسل بعدی حافظه در نظر گرفته می شود.
(2) اصل کار حافظه فروالکتریک
حافظه فروالکتریک از فروالکتریک مواد فروالکتریک برای ذخیره و خواندن داده ها استفاده می کند. مواد فروالکتریک دارای ویژگی های قطبش خود به خودی هستند و جهت قطبش را می توان تحت عمل میدان الکتریکی خارجی معکوس کرد. در حافظه فروالکتریک، جهت قطبش مواد فروالکتریک با اعمال میدان های الکتریکی مختلف برای نمایش حالت های داده متفاوت (مانند "0" و "1") تغییر می کند. با توجه به وضعیت قطبش پایدار مواد فروالکتریک حتی پس از حذف یک میدان الکتریکی خارجی، حافظه فروالکتریک دارای خواص غیرفرار-می باشد.
(3) مزایای حافظه فروالکتریک دی اکسید هافنیوم
در مقایسه با مواد فروالکتریک سنتی، حافظه فروالکتریک دی اکسید هافنیوم دارای مزایای زیر است:
سازگاری خوب با فناوری CMOS: دی اکسید هافنیوم را می توان به راحتی در فرآیندهای تولید CMOS موجود ادغام کرد و هزینه های تولید و دشواری فرآیند را کاهش داد.
اندازه کوچک: دی اکسید هافنیوم می تواند فروالکتریکی را در ضخامت های نازک تر به دست آورد، که برای کاهش اندازه حافظه و بهبود یکپارچگی مفید است.
عملکرد پایدار: دی اکسید هافنیوم دارای پایداری شیمیایی و حرارتی خوبی است که می تواند عملکرد پایدار را در محیط های سخت حفظ کند و قابلیت اطمینان حافظه را بهبود بخشد.
(4) پیشرفت تحقیق و وضعیت برنامه
در سال های اخیر، پیشرفت قابل توجهی در مطالعه فروالکتریک دی اکسید هافنیم حاصل شده است. در حال حاضر شرکت هایی در خارج از کشور وجود دارند که نمونه اولیه دستگاه هایی را برای حافظه فروالکتریک مبتنی بر HfO2 - تولید کرده اند.
و چندین شرکت در حال توسعه مدارهای منطقی یکپارچه سه بعدی- هستند.
در زمینه تحقیقات علمی پایه، کار روی فروالکتریکی HfO2 در حال افزایش است و منشاء، انتقال فاز ساختاری، ساخت دستگاه و کاربردهای انرژی فروالکتریکی آن، جهتهای تحقیقاتی اصلی هستند. با این حال، در حال حاضر، حافظه فروالکتریک دی اکسید هافنیوم هنوز در مرحله تحقیقاتی و آزمایشی است و هنوز فاصله معینی تا کاربردهای تجاری-در مقیاس بزرگ باقی مانده است.
سایر کاربردهای دستگاه های میکروالکترونیک
(1) سرامیک دی الکتریک
همچنین می توان از آن برای تولید سرامیک های دی الکتریک که عایق، فیلتر و سایر نقش ها را در دستگاه های میکروالکترونیک ایفا می کند، استفاده کرد. ثابت دی الکتریک بالا و عملکرد عایق عالی آن، سرامیک دی الکتریک را قادر می سازد تا عملکرد خوبی را در محیط های خشن مانند فرکانس بالا و دمای بالا حفظ کند و قابلیت اطمینان و پایداری دستگاه های میکروالکترونیک را بهبود بخشد.
(2) میکرو خازن ها
در مدارهای میکروالکترونیک، خازن ها جزء مهمی هستند. دی اکسید هافنیوم را می توان برای تولید میکرو خازن ها استفاده کرد که مقادیر خازنی پایداری را برای مدارها فراهم می کند. در مقایسه با مواد خازن سنتی، میکرو خازن های دی اکسید هافنیوم دارای مزایایی مانند حجم کم، مقدار ظرفیت خازنی زیاد و عملکرد پایدار هستند که برای بهبود یکپارچگی و عملکرد مدارها مفید است.
(3) مواد پوشش
این دارای مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی است و می تواند به عنوان یک ماده پوشش برای ساخت دستگاه های میکروالکترونیک استفاده شود. به عنوان مثال، پوشش لایه ای از دی اکسید هافنیوم بر روی سطح یک تراشه نیمه هادی می تواند تراشه را از فرسایش محیطی خارجی محافظت کند، قابلیت اطمینان و عمر مفید تراشه را بهبود بخشد.
در آینده، با افزایش تقاضا برای دستگاه های با کارایی بالاتر و اندازه کوچکتر در صنعت نیمه هادی ها و همچنین توسعه سریع انرژی های جدید، فناوری نوری الکترونیک و حفاظت از محیط زیست، کاربرد در زمینه میکروالکترونیک به گسترش و تعمیق ادامه خواهد داد و سهم مهمی در ارتقای توسعه فناوری میکروالکترونیک خواهد داشت.
فناوری میکروالکترونیک به عنوان هسته اصلی فناوری اطلاعات نوین، نقش مهمی در ارتقای پیشرفت اجتماعی و توسعه اقتصادی ایفا می کند. انتخاب مواد دی الکتریک در فرآیند ساخت دستگاه های میکروالکترونیک بسیار مهم است، زیرا به طور مستقیم بر عملکرد، اندازه و مصرف انرژی دستگاه ها تأثیر می گذارد. دی اکسید هافنیوم (HfO2)، به عنوان یک ماده اکسیدی ساده با فاصله باند وسیع و ثابت دی الکتریک بالا، در سال های اخیر توجه گسترده ای را در زمینه میکروالکترونیک به خود جلب کرده است. خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آن، آن را به ماده ای قدرتمند برای جایگزینی لایه های عایق دی اکسید سیلیکون (SiO2) تبدیل می کند و فرصت های جدیدی را برای توسعه دستگاه های میکروالکترونیک به ارمغان می آورد.
خواص شیمیایی
دی اکسید هافنیوم در آب، اسید کلریدریک و اسید نیتریک نامحلول است، اما در اسید سولفوریک غلیظ و اسید هیدروفلوریک محلول است. این پایداری شیمیایی دی اکسید هافنیوم را قادر می سازد تا در برابر خوردگی مواد شیمیایی مختلف در طول فرآیند ساخت دستگاه های میکروالکترونیک مقاومت کند و از قابلیت اطمینان و پایداری دستگاه ها اطمینان حاصل کند.
خواص الکتریکی
دی اکسید هافنیم دارای ثابت دی الکتریک بالایی است که یکی از ویژگی های کلیدی برای کاربرد گسترده آن در زمینه میکروالکترونیک است. ثابت دی الکتریک بالا، دی اکسید هافنیوم را قادر می سازد تا همان ظرفیت خازنی دی اکسید سیلیکون را در ضخامت نازک تری ایجاد کند، که به طور موثر اندازه ترانزیستورها را کاهش می دهد و یکپارچگی دستگاه را بهبود می بخشد. علاوه بر این، دیاکسید هافنیوم ویژگیهای فروالکتریک غیر متعارفی را نشان میدهد که امیدی را برای استفاده از حافظه فروالکتریکی با چگالی بالا-نسل بعدی{-به وجود میآورد.
سوالات متداول
از اکسید هافنیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟
اکسید هافنیوم (HfO2) به عنوان ماده ای تعریف می شود که با ثابت دی الکتریک بالا، شکاف باند وسیع و پایداری حرارتی عالی مشخص می شود و آن را برای کاربرد در دستگاه های نیمه هادی، الکترونیک و پوشش های نوری مناسب می کند.
آیا اکسید هافنیوم سمی است؟
اثرات نوردهی بیش از حد
ممکن است باعث تحریک شود، ممکن است التهاب ایجاد شود. بلع ممکن است کمی ناراحتی ایجاد کند. هافنیوم به دلیل جذب ضعیف آن در دستگاه گوارش پستانداران نسبتاً غیر سمی در نظر گرفته می شود.
تگ های محبوب: پودر اکسید هافنیوم cas 12055-23-1، تامین کنندگان، تولید کنندگان، کارخانه، عمده فروشی، خرید، قیمت، عمده، برای فروش