Calciumfluorid-Kristall-Dünnschicht ausPAM-XIAMENist mit einer hohen Bandlücke, einer hohen Dielektrizitätskonstante und einer hohen Durchschlagsfestigkeit versehen, was ein ideales dielektrisches Material zum effektiven Verhindern von Leckströmen ist. CaF2 ist die chemische Formel von Calciumfluorid. Die Verdampfungstemperatur von CaF2 in einem Vakuum von 10-2Pa beträgt 1100℃. Es kann durch Erhitzen mit Tantal, Molybdän, Wolframschiffchen oder -spule oder durch Erhitzen mit einem Quarztiegel verdampft werden. Die transparente Fläche des CaF2-Films beträgt 150 nm ~ 12 μm und der Brechungsindex von Calciumfluorid beträgt 1,36 ~ 1,42, und der Brechungsindex des CaF2-Substrats ändert sich mit der Zeit. Außerdem hängt sein Brechungsindexwert von der Temperatur des Substrats ab, wenn der Film abgeschieden wird.
1. Spezifikationen für Calciumfluorid-Kristallwafer
PAM210713-2-CAF2
| Material | Orientierung | Durchmesser | Dicke | Oberflächenfinish |
| Calciumfluorid-Wafer | (100) | 2” | 500 +/- 25um | Einseitiger poliert |
| Calciumfluorid-Substrat | (111) | 2” | 500 +/- 25 um | Einseitiger poliert |
| Calciumfluorid-Dünnschicht | (100) | 2” | 2,0 mm | Einseitiger poliert |
| CaF2-Kristallwafer | (111) | 1” | 1,0 mm | Doppelseitig poliert |
| CaF2-Wafer | (100) | 10 × 10 mm | 1,0 mm | Einseitiger poliert |
| CaF2-Blatt | (100) | 10 × 10 mm | 1,0 mm | Doppelseitig poliert |
| CaF2-Kristallsubstrat | (111) | 10 × 10 mm | 1,0 mm | Einseitiger poliert |
| Calciumfluorid-Kristallwafer | (111) | 10 × 10 mm | 1,0 mm | Doppelseite poliert |
| CaF2-Dünnschicht | (100) | 10 × 10 mm | 0,5mm | Doppelseitig poliert |
| CaF2-Substrat | (100) | 10 × 10 mm | 0,5mm | Einseitiger poliert |
| CaF2-Film | (111) | 10 × 10 mm | 0,5mm | Doppelseitig poliert |
Calciumfluorid-Struktur
2. Physikalische Eigenschaften des CaF2-Wafersubstrats
Hier sind die physikalischen Eigenschaften von Calciumfluorid, die im folgenden Diagramm dargestellt sind:
3. Vorbereitung und die Herausforderungen im Integrationsprozess von CaF2-Dünnschichten
Im Allgemeinen werden CaF2-Dünnfilme in der Industrie durch synthetische Verfahren (chemische Dampfabscheidung, Atomlagenabscheidung und thermische Verdampfung) gezüchtet. Die geringeren Kosten dieser Verfahren ermöglichen dieGießerei für Halbleiterwaferzur weiteren Synthese und Optimierung dielektrischer Calciumfluorid-Substrate. Darüber hinaus erfordern unterschiedliche elektronische Geräte unterschiedliche Defektkonzentrationen, und die unter Verwendung dieser Verfahren synthetisierten Wafer können in anderen Arten von elektronischen Mikro-Nano-Geräten verwendet werden.
Einige Herausforderungen von CaF2-Wafern im Integrationsprozess von zweidimensionalen Mikro-Nano-Elektronikgeräten und mögliche Lösungen werden vorgeschlagen:
a) Die Grenzfläche zwischen dem CaF2-Film und dem zweidimensionalen Material: Theoretischzwischen der Kristallebene des CaF2-Wafers (111) und dem zweidimensionalen Material kann eine Van-der-Waals-ähnliche Struktur gebildet werden. Die bestehende Forschung umfasste jedoch noch nicht die Charakterisierung der Qualität der Grenzfläche zwischen dem CaF2-Kristallwafer und dem angrenzenden zweidimensionalen Material. Die Grenzfläche zwischen dem Calciumfluorid-Substrat und dem zweidimensionalen Material wird durch Raman-Spektroskopie und Querschnitts-Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert.
b) Die Kombination von CaF2-Dünnfilm und zweidimensionalem Material: Die meisten der beschriebenen Verfahren bestehen darin, zweidimensionale Materialien auf Calciumfluorid-Wafer zu übertragen. Wie man zweidimensionale Materialien direkt auf ultradünnen Calciumfluorid-Wafern züchten kann, wird eine sehr aussichtsreiche Forschungsrichtung sein.
c) Dielektrischer Durchschlag im CaF2-Substrat: Der dielektrische Durchschlagsprozess von mikro-nanoelektronischen Bauelementen mit CaF2-Folie als dielektrische Schicht wurde nicht vollständig verstanden, einschließlich Tunnelstrom, verschiedene Arten von Defekten, Ladungseinfang und -freisetzung, zufälliges Telegrafenrauschen usw.
d) Neue Mikro-Nano-Elektronikgeräte auf der Basis von Calciumfluorid-Substraten, wie Memristoren, haben noch viel Raum für Entwicklung.
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