Застосуваннятетрахлорид гафнію(HfCl₄) у виробництві напівпровідників використовується переважно для отримання матеріалів з високою діелектричною проникністю (high-k) та процесів хімічного осадження з парової фази (CVD). Нижче наведено його конкретні застосування:
Приготування матеріалів з високою діелектричною проникністю
Передумови: З розвитком напівпровідникових технологій розмір транзисторів продовжує зменшуватися, і традиційний шар ізоляції затвора з діоксиду кремнію (SiO₂) поступово стає нездатним задовольнити потреби високопродуктивних напівпровідникових приладів через проблеми з витоком. Матеріали з високою діелектричною проникністю можуть значно збільшити щільність ємності транзисторів, тим самим покращуючи продуктивність пристроїв.
Застосування: Тетрахлорид гафнію є важливим попередником для отримання матеріалів з високим k (таких як діоксид гафнію, HfO₂). У процесі отримання тетрахлорид гафнію перетворюється на плівки діоксиду гафнію за допомогою хімічних реакцій. Ці плівки мають чудові діелектричні властивості та можуть бути використані як шари ізоляції затвора транзисторів. Наприклад, при осадженні діелектрика затвора HfO₂ з високим k MOSFET (польовий транзистор метал-оксид-напівпровідник) тетрахлорид гафнію може бути використаний як ввідний газ гафнію.
Процес хімічного осадження з парової фази (CVD)
Передумови: Хімічне осадження з парової фази – це технологія осадження тонких плівок, що широко використовується у виробництві напівпровідників, яка утворює однорідну тонку плівку на поверхні підкладки шляхом хімічних реакцій.
Застосування: Тетрахлорид гафнію використовується як прекурсор у процесі CVD для нанесення плівок металевого гафнію або його сполук. Ці плівки мають різноманітне застосування в напівпровідникових пристроях, таких як виробництво високопродуктивних транзисторів, пам'яті тощо. Наприклад, у деяких передових процесах виробництва напівпровідників тетрахлорид гафнію осаджується на поверхню кремнієвих пластин за допомогою процесу CVD для формування високоякісних плівок на основі гафнію, які використовуються для покращення електричних характеристик пристрою.
Важливість технології очищення
Передумови: У виробництві напівпровідників чистота матеріалу має вирішальний вплив на продуктивність пристрою. Високочистий тетрахлорид гафнію може забезпечити якість та продуктивність осадженої плівки.
Застосування: Для задоволення вимог виробництва високоякісних мікросхем чистота тетрахлориду гафнію зазвичай повинна досягати понад 99,999%. Наприклад, компанія Jiangsu Nanda Optoelectronic Materials Co., Ltd. отримала патент на отримання тетрахлориду гафнію напівпровідникового класу, в якому для очищення твердого тетрахлориду гафнію використовується процес сублімації з декомпресією у високому вакуумі, що забезпечує чистоту зібраного тетрахлориду гафнію понад 99,999%. Цей високочистий тетрахлорид гафнію може повністю відповідати вимогам 14-нм технологічного процесу.
Застосування тетрахлориду гафнію у виробництві напівпровідників не лише сприяє покращенню характеристик напівпровідникових приладів, але й забезпечує важливу матеріальну основу для розвитку більш досконалих напівпровідникових технологій у майбутньому. З постійним розвитком технології виробництва напівпровідників вимоги до чистоти та якості тетрахлориду гафнію будуть зростати, що ще більше сприятиме розвитку відповідних технологій очищення.
| Назва продукту | Тетрахлорид гафнію |
| КАС | 13499-05-3 |
| Формула сполуки | HfCl4 |
| Молекулярна маса | 320.3 |
| Зовнішній вигляд | Білий порошок |
Як чистота тетрахлориду гафнію впливає на напівпровідникові прилади?
Чистота тетрахлориду гафнію (HfCl₄) має надзвичайно важливий вплив на продуктивність та надійність напівпровідникових приладів. У виробництві напівпровідників високочистий тетрахлорид гафнію є одним з ключових факторів забезпечення продуктивності та якості приладів. Нижче наведено конкретні наслідки чистоти тетрахлориду гафнію для напівпровідникових приладів:
1. Вплив на якість та продуктивність тонких плівок
Однорідність та щільність тонких плівок: Високочистий тетрахлорид гафнію може утворювати однорідні та щільні плівки під час хімічного осадження з парової фази (CVD). Якщо тетрахлорид гафнію містить домішки, ці домішки можуть утворювати дефекти або отвори під час процесу осадження, що призводить до зниження однорідності та щільності плівки. Наприклад, домішки можуть спричиняти нерівномірну товщину плівки, впливаючи на електричні характеристики пристрою.
Діелектричні властивості тонких плівок: під час приготування матеріалів з високою діелектричною проникністю (таких як діоксид гафнію, HfO₂) чистота тетрахлориду гафнію безпосередньо впливає на діелектричні властивості плівки. Високочистий тетрахлорид гафнію може забезпечити високу діелектричну проникність, низький струм витоку та добрі ізоляційні властивості осадженої плівки діоксиду гафнію. Якщо тетрахлорид гафнію містить металеві або інші домішки, це може призвести до появи додаткових пасток заряду, збільшення струму витоку та зниження діелектричних властивостей плівки.
2. Вплив на електричні властивості пристрою
Струм витоку: Чим вища чистота тетрахлориду гафнію, тим чистіша осаджена плівка і тим менший струм витоку. Величина струму витоку безпосередньо впливає на споживання енергії та продуктивність напівпровідникових приладів. Високочистий тетрахлорид гафнію може значно зменшити струм витоку, тим самим покращуючи енергоефективність та продуктивність приладу.
Пробивна напруга: Наявність домішок може знизити пробивну напругу плівки, що призводить до легшого пошкодження пристрою під високою напругою. Високочистий тетрахлорид гафнію може збільшити пробивну напругу плівки та підвищити надійність пристрою.
3. Вплив на надійність та термін служби пристрою
Термічна стабільність: Високочистий тетрахлорид гафнію може підтримувати добру термічну стабільність у середовищі високої температури, уникаючи термічного розкладання або фазового переходу, спричиненого домішками. Це допомагає покращити стабільність та термін служби пристрою в умовах високої температури.
Хімічна стабільність: Домішки можуть хімічно реагувати з навколишніми матеріалами, що призводить до зниження хімічної стабільності пристрою. Високочистий тетрахлорид гафнію може зменшити виникнення цієї хімічної реакції, тим самим підвищуючи надійність та термін служби пристрою.
4. Вплив на виробничий вихід пристрою
Зменшення дефектів: Високочистий тетрахлорид гафнію може зменшити дефекти в процесі осадження та покращити якість плівки. Це допомагає підвищити виробничий вихід напівпровідникових приладів та знизити виробничі витрати.
Покращення консистенції: Високочистий тетрахлорид гафнію може забезпечити стабільну продуктивність плівок різних партій, що має вирішальне значення для великомасштабного виробництва напівпровідникових приладів.
5. Вплив на передові процеси
Відповідність вимогам передових процесів: оскільки процеси виробництва напівпровідників продовжують розвиватися в бік зменшення розмірів, вимоги до чистоти матеріалів також стають дедалі вищими. Наприклад, напівпровідникові прилади, виготовлені за технологією 14 нм і нижче, зазвичай вимагають чистоти тетрахлориду гафнію понад 99,999%. Високочистий тетрахлорид гафнію може відповідати суворим вимогам до матеріалів, встановленим цими передовими процесами, та забезпечувати роботу пристроїв з точки зору високої продуктивності, низького енергоспоживання та високої надійності.
Сприяти технологічному прогресу: високочистий тетрахлорид гафнію може не тільки задовольнити поточні потреби виробництва напівпровідників, але й забезпечити важливу матеріальну основу для розвитку більш досконалих напівпровідникових технологій у майбутньому.
Чистота тетрахлориду гафнію має вирішальний вплив на продуктивність, надійність та термін служби напівпровідникових приладів. Високочистий тетрахлорид гафнію може забезпечити якість та продуктивність плівки, зменшити струм витоку, збільшити напругу пробою, підвищити термостабільність та хімічну стабільність, тим самим покращуючи загальну продуктивність та надійність напівпровідникових приладів. З постійним розвитком технології виробництва напівпровідників вимоги до чистоти тетрахлориду гафнію будуть ставати дедалі вищими, що сприятиме розвитку відповідних технологій очищення.
Час публікації: 22 квітня 2025 р.