Z razvojem 5G, umetne inteligence (AI) in interneta stvari (IoT) se je povpraševanje po visokozmogljivih materialih v polprevodniški industriji močno povečalo.Cirkonijev tetraklorid (ZrCl₄), kot pomemben polprevodniški material, je zaradi svoje ključne vloge pri pripravi filmov z visoko vrednostjo k postal nepogrešljiva surovina za napredne procesne čipe (kot sta 3nm/2nm).
Cirkonijev tetraklorid in filmi z visoko k
V proizvodnji polprevodnikov so filmi z visoko vrednostjo k eden ključnih materialov za izboljšanje delovanja čipov. Ko se tradicionalni dielektrični materiali na osnovi silicija (kot je SiO₂) nenehno krčijo, se njihova debelina približuje fizični meji, kar povzroči povečano uhajanje in znatno povečanje porabe energije. Materiali z visoko vrednostjo k (kot so cirkonijev oksid, hafnijev oksid itd.) lahko učinkovito povečajo fizično debelino dielektrične plasti, zmanjšajo učinek tuneliranja in s tem izboljšajo stabilnost in delovanje elektronskih naprav.
Cirkonijev tetraklorid je pomemben predhodnik za pripravo filmov z visoko dielektrično konstanto (high-k). Cirkonijev tetraklorid se lahko pretvori v visoko čiste filme cirkonijevega oksida s postopki, kot sta kemično nanašanje iz pare (CVD) ali nanašanje atomske plasti (ALD). Ti filmi imajo odlične dielektrične lastnosti in lahko znatno izboljšajo zmogljivost in energetsko učinkovitost čipov. TSMC je na primer v svojem 2nm postopku uvedel vrsto novih materialov in izboljšav procesa, vključno z uporabo filmov z visoko dielektrično konstanto, kar je doseglo povečanje gostote tranzistorjev in zmanjšanje porabe energije.
Dinamika globalne dobavne verige
V svetovni dobavni verigi polprevodnikov je vzorec dobave in proizvodnjecirkonijev tetrakloridso ključnega pomena za razvoj industrije. Trenutno imajo države in regije, kot so Kitajska, Združene države Amerike in Japonska, pomemben položaj v proizvodnji cirkonijevega tetraklorida in sorodnih materialov z visoko dielektrično konstanto.
Tehnološki preboji in obeti za prihodnost
Tehnološki preboji so ključni dejavniki pri spodbujanju uporabe cirkonijevega tetraklorida v polprevodniški industriji. V zadnjih letih je optimizacija postopka nanašanja atomskih plasti (ALD) postala raziskovalna vroča točka. Postopek ALD lahko natančno nadzoruje debelino in enakomernost filma na nanoskali, s čimer izboljša kakovost filmov z visoko dielektrično konstanto. Raziskovalna skupina Liu Leija z univerze v Pekingu je na primer z mokro kemijsko metodo pripravila amorfni film z visoko dielektrično konstanto in ga uspešno uporabila v dvodimenzionalnih polprevodniških elektronskih napravah.
Poleg tega se s tem, ko se polprevodniški procesi še naprej izboljšujejo v manjše velikosti, širi tudi področje uporabe cirkonijevega tetraklorida. TSMC na primer načrtuje množično proizvodnjo 2nm tehnologije v drugi polovici leta 2025, Samsung pa aktivno spodbuja raziskave in razvoj svojega 2nm procesa. Uresničitev teh naprednih procesov je neločljivo povezana s podporo filmov z visoko dielektrično konstanto, cirkonijev tetraklorid pa je kot ključna surovina samoumeven pomen.
Skratka, ključna vloga cirkonijevega tetraklorida v polprevodniški industriji postaja vse bolj izrazita. S popularizacijo 5G, umetne inteligence in interneta stvari se povpraševanje po visokozmogljivih čipih še naprej povečuje. Cirkonijev tetraklorid kot pomemben predhodnik filmov z visoko dielektrično konstanto bo imel nenadomestljivo vlogo pri spodbujanju razvoja tehnologije čipov naslednje generacije. V prihodnosti se bodo z nenehnim napredkom tehnologije in optimizacijo globalne dobavne verige možnosti uporabe cirkonijevega tetraklorida razširile.
Čas objave: 14. april 2025