Odată cu dezvoltarea rapidă a 5G, a inteligenței artificiale (IA) și a Internetului Lucrurilor (IoT), cererea de materiale de înaltă performanță în industria semiconductorilor a crescut dramatic.Tetraclorură de zirconiu (ZrCl₄), ca material semiconductor important, a devenit o materie primă indispensabilă pentru cipurile de proces avansate (cum ar fi 3nm/2nm) datorită rolului său cheie în prepararea peliculelor cu k ridicat.
Tetraclorură de zirconiu și pelicule cu k ridicat
În fabricarea semiconductorilor, peliculele cu k ridicat sunt printre materialele cheie pentru îmbunătățirea performanței cipurilor. Pe măsură ce materialele dielectrice tradiționale pe bază de siliciu pentru porți (cum ar fi SiO₂) se contractă continuu, grosimea acestora se apropie de limita fizică, ceea ce duce la creșterea scurgerilor și la o creștere semnificativă a consumului de energie. Materialele cu k ridicat (cum ar fi oxidul de zirconiu, oxidul de hafniu etc.) pot crește eficient grosimea fizică a stratului dielectric, pot reduce efectul de tunelare și, prin urmare, pot îmbunătăți stabilitatea și performanța dispozitivelor electronice.
Tetraclorura de zirconiu este un precursor important pentru prepararea peliculelor cu k ridicat. Tetraclorura de zirconiu poate fi transformată în pelicule de oxid de zirconiu de înaltă puritate prin procese precum depunerea chimică în fază de vapori (CVD) sau depunerea de straturi atomice (ALD). Aceste pelicule au proprietăți dielectrice excelente și pot îmbunătăți semnificativ performanța și eficiența energetică a cipurilor. De exemplu, TSMC a introdus o varietate de materiale noi și îmbunătățiri de proces în procesul său de 2 nm, inclusiv aplicarea peliculelor cu constantă dielectrică ridicată, ceea ce a permis o creștere a densității tranzistoarelor și o reducere a consumului de energie.
Dinamica lanțului de aprovizionare global
În lanțul global de aprovizionare cu semiconductori, modelul de aprovizionare și producție atetraclorură de zirconiusunt cruciale pentru dezvoltarea industriei. În prezent, țări și regiuni precum China, Statele Unite și Japonia ocupă o poziție importantă în producția de tetraclorură de zirconiu și materiale conexe cu constantă dielectrică ridicată.
Descoperiri tehnologice și perspective de viitor
Progresele tehnologice sunt factorii cheie în promovarea aplicării tetraclorurii de zirconiu în industria semiconductorilor. În ultimii ani, optimizarea procesului de depunere a straturilor atomice (ALD) a devenit un subiect de cercetare important. Procesul ALD poate controla cu precizie grosimea și uniformitatea peliculei la nanoscală, îmbunătățind astfel calitatea peliculelor cu constantă dielectrică ridicată. De exemplu, grupul de cercetare al lui Liu Lei de la Universitatea din Peking a preparat o peliculă amorfă cu constantă dielectrică ridicată prin metoda chimică umedă și a aplicat-o cu succes la dispozitive electronice semiconductoare bidimensionale.
În plus, pe măsură ce procesele semiconductoare continuă să avanseze spre dimensiuni mai mici, domeniul de aplicare al tetraclorurii de zirconiu se extinde și el. De exemplu, TSMC intenționează să realizeze producția în masă a tehnologiei de 2 nm în a doua jumătate a anului 2025, iar Samsung promovează activ cercetarea și dezvoltarea procesului său de 2 nm. Realizarea acestor procese avansate este inseparabilă de susținerea peliculelor cu constantă dielectrică ridicată, iar tetraclorura de zirconiu, ca materie primă cheie, este de o importanță evidentă.
În concluzie, rolul cheie al tetraclorurii de zirconiu în industria semiconductorilor devine din ce în ce mai important. Odată cu popularizarea 5G, a inteligenței artificiale și a Internetului Lucrurilor, cererea de cipuri de înaltă performanță continuă să crească. Tetraclorura de zirconiu, ca precursor important al peliculelor cu constantă dielectrică ridicată, va juca un rol de neînlocuit în promovarea dezvoltării tehnologiei de cipuri de generație următoare. În viitor, odată cu avansarea continuă a tehnologiei și optimizarea lanțului de aprovizionare global, perspectivele de aplicare ale tetraclorurii de zirconiu vor fi mai largi.
Data publicării: 14 aprilie 2025