S brzim razvojem 5G mreže, umjetne inteligencije (AI) i Interneta stvari (IoT), potražnja za visokoučinkovitim materijalima u poluvodičkoj industriji dramatično se povećala.Cirkonijev tetraklorid (ZrCl₄), kao važan poluvodički materijal, postao je nezamjenjiva sirovina za napredne procesne čipove (kao što su 3nm/2nm) zbog svoje ključne uloge u pripremi high-k filmova.
Cirkonijev tetraklorid i filmovi s visokim k
U proizvodnji poluvodiča, high-k filmovi su jedan od ključnih materijala za poboljšanje performansi čipova. Kako se proces kontinuiranog skupljanja tradicionalnih dielektričnih materijala na bazi silicija (kao što je SiO₂), njihova debljina se približava fizičkoj granici, što rezultira povećanim propuštanjem i značajnim povećanjem potrošnje energije. High-k materijali (kao što su cirkonijev oksid, hafnijev oksid itd.) mogu učinkovito povećati fizičku debljinu dielektričnog sloja, smanjiti efekt tuneliranja i time poboljšati stabilnost i performanse elektroničkih uređaja.
Cirkonijev tetraklorid važan je prekursor za pripremu filmova s visokom dielektričnom konstantom. Cirkonijev tetraklorid može se pretvoriti u visokočiste filmove cirkonijevog oksida postupcima kao što su kemijsko taloženje iz pare (CVD) ili taloženje atomskog sloja (ALD). Ovi filmovi imaju izvrsna dielektrična svojstva i mogu značajno poboljšati performanse i energetsku učinkovitost čipova. Na primjer, TSMC je u svom 2nm procesu predstavio niz novih materijala i poboljšanja procesa, uključujući primjenu filmova s visokom dielektričnom konstantom, što je postiglo povećanje gustoće tranzistora i smanjenje potrošnje energije.
Dinamika globalnog lanca opskrbe
U globalnom lancu opskrbe poluvodičima, obrazac opskrbe i proizvodnjecirkonijev tetrakloridključni su za razvoj industrije. Trenutno zemlje i regije poput Kine, Sjedinjenih Država i Japana zauzimaju važno mjesto u proizvodnji cirkonijevog tetraklorida i srodnih materijala s visokom dielektričnom konstantom.
Tehnološki prodori i budući izgledi
Tehnološki prodori ključni su čimbenici u promicanju primjene cirkonijevog tetraklorida u poluvodičkoj industriji. Posljednjih godina, optimizacija procesa atomskog slojevitog taloženja (ALD) postala je žarište istraživanja. ALD proces može precizno kontrolirati debljinu i ujednačenost filma na nanoskali, čime se poboljšava kvaliteta filmova s visokom dielektričnom konstantom. Na primjer, istraživačka skupina Liu Leija sa Sveučilišta u Pekingu pripremila je amorfni film s visokom dielektričnom konstantom mokrom kemijskom metodom i uspješno ga primijenila na dvodimenzionalne poluvodičke elektroničke uređaje.
Osim toga, kako se poluvodički procesi nastavljaju razvijati prema manjim veličinama, širi se i opseg primjene cirkonijevog tetraklorida. Na primjer, TSMC planira postići masovnu proizvodnju 2nm tehnologije u drugoj polovici 2025., a Samsung također aktivno promovira istraživanje i razvoj svog 2nm procesa. Realizacija ovih naprednih procesa neodvojiva je od podrške filmovima s visokom dielektričnom konstantom, a cirkonijev tetraklorid, kao ključna sirovina, od očite je važnosti.
Ukratko, ključna uloga cirkonijevog tetraklorida u poluvodičkoj industriji postaje sve istaknutija. S popularizacijom 5G, umjetne inteligencije i Interneta stvari, potražnja za visokoučinkovitim čipovima nastavlja rasti. Cirkonijev tetraklorid, kao važan prekursor filmova s visokom dielektričnom konstantom, igrat će nezamjenjivu ulogu u promicanju razvoja tehnologije čipova sljedeće generacije. U budućnosti, s kontinuiranim napretkom tehnologije i optimizacijom globalnog lanca opskrbe, izgledi za primjenu cirkonijevog tetraklorida bit će širi.
Vrijeme objave: 14. travnja 2025.