ハフニウムターゲット材料

ハフニウムターゲット材料の最も重要で高い-末端アプリケーションは、半導体産業に集中しています。これは不可欠な重要な基本材料です。

high -κ誘電：これは、ハフニウムターゲット材料の最も革新的な応用です。トランジスタのサイズがナノメートルレベルに縮小すると、従来の二酸化シリコン（SIO₂）ゲート誘電体は、漏れが過剰になるため使用できなくなります。 SiO₂の代わりにスパッタリングされた酸化ハフニウム（HFO₂）薄膜を使用することにより、その極端に高い誘電率（カッパ値）のため、同じ容量効果を物理的厚さの厚さで実現し、ゲートの漏れ電流を効果的に抑制し、ムーアの法則を継続できるようにします。ほとんどすべての最新の高度なチップ（45NMノードから始まるIntelなど）は、Hafniumベースの高カッパ媒体を使用しています。

金属ゲート電極：高カッパゲート誘電体と組み合わせて使用​​されるハフニウム金属薄膜は、トランジスタ用のゲート電極材料としても使用できます。

拡散耐性バリア層：チップの相互接続構造では、窒化ハフニウムまたはハフニウム（HFN）薄膜は優れたバリア層として機能し、銅（Cu）原子がシリコンまたは誘電体層に拡散するのを防ぎ、デバイスのパフォーマンスを損傷します。
耐摩耗性と腐食{-耐性コーティング：ツール、カビ、医療機器などのフィールドでは、スパッタリング（通常は黄金の黄色）によって形成された窒化ハフニウム（HFN）コーティングは、非常に高い硬度、耐摩耗性、および化学的安定性を持ち、耐用年数を改善するために使用されます。

準備プロセスの簡単な説明

高-高品質のハフニウムターゲットを準備することは、テクノロジー集約的なプロセスです

1。製錬と精製：高-純度を取得し、電子ビーム融解（EBM）または真空アーク融解（VAR）を介して均一に構成されたインゴットを取得します。
プラスチック処理：鍛造、ローリング、およびその他の方法を通して穀物サイズを改良して、予備形状を形成します。
2。粉末冶金（一般）：より主流のプロセスは、冷たいアイソスタティックプレス（CIP）または高温等等型プレス（股関節）（股関節と高純粋な真空で焼いて、高-を得るために高温および高真空でそれを焼く）を高く-純度粉末を形作ることです。
3.機械処理：ターゲットブランクを目的の最終サイズと形状に正確に処理し、バックプレートの結合面が完全に平らであることを確認します。
4。バインディング：ろう付けまたは導電性接着剤を介してバッキングプレート（通常は銅またはアルミニウム）にしっかりと結合して、設置と冷却を容易にします。

高{-のコア材料が物理蒸気堆積技術を終了すると、Hafniumターゲットの性能により、最終フィルムの品質とデバイスの信頼性が直接決定されます。その機能を達成するには、以下の非常に要求の厳しいコア機能要件を満たす必要があります。

超高純度は、ハフニウム標的材料の魂です。半導体グレードのアプリケーションの場合、ターゲット材料の純度は通常、99.95％（3N5）または99.999％（5N）以上に達する必要があります。鉄、ナトリウム、ウラン、トリウムなどの微量不純物要素は、スパッタリングプロセス中に薄膜に入り、電荷トラップまたはキャリア散乱センターになり、薄膜の電気的特性（漏れが増加したなど）を深刻に劣化させ、最終的に統合された積分のパフォーマンスに陥りました。したがって、超純度は、薄膜の固有の特性を確保するための主要な前提条件です。

高密度と均一な微細構造は、スパッタリングプロセスの安定性を確保するための物理的基礎です。ターゲット材料は、毛穴や亀裂などの欠陥がなく、粒子のサイズが小さく、均等に分布する必要がなく、ほぼ完全に密なものでなければなりません。密な材料ではない、または不均一な微細構造を持つ標的材料は、スパッタリング中に膜形成率とマイクロアークの変動を引き起こす可能性があり、薄膜への致命的な粒子汚染物質の導入とチップショートサーキットを引き起こす可能性があります。均一で細かい穀物構造により、スパッタリング速度の一貫性とプロセスの再現性が保証されます。

正確な化学組成は、ハフニウムターゲット材料を機能的な多様性に与えます。さまざまなアプリケーションシナリオによると、ターゲット材料の化学形態を正確に設計および制御する必要があります。導電性層の堆積に使用される純粋な金属ハフニウムターゲットになる可能性があります。また、トランジスタ用のゲート誘電体として高カッパ薄膜を準備するために使用される酸化ハフニウム（HFO₂）ターゲットでもあります。また、スーパーハード摩耗-耐性コーティングまたは拡散障壁を生成するために使用される窒化ハフニウム（HFN）ターゲットでもあります。各コンポーネントは完全に異なる関数に対応し、その元素比を正確に制御する必要があります。

さまざまな形状とサイズは、エンジニアリングアプリケーションの避けられない要件です。 Hafniumターゲット材料は、実験室スケールのサンプルではなく、市販のスパッタリング機器と一致する必要がある工業製品です。したがって、特定の形状（最も一般的に円形および長方形）に処理する必要があり、そのサイズは、チャンバーの設計、基質サイズ、およびスパッタリング機のバックプレートと完全に一致する必要があります。

Hafnium Target Materialは、半導体業界がナノスケール時代に向かって移動する重要な原動力です。製造機器の室内に隠されていますが、準備する小さな薄膜は、プロセッサやその他のチップのパフォーマンス、消費電力、信頼性を直接決定します。これは、最新の情報技術の礎石の1つであり、非常に高い技術的付加価値を持っています。

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