В связи с быстрым развитием 5G, искусственного интеллекта (ИИ) и Интернета вещей (IoT) спрос на высокопроизводительные материалы в полупроводниковой промышленности резко возрос.Тетрахлорид циркония (ZrCl₄)как важный полупроводниковый материал, стал незаменимым сырьем для современных технологических чипов (таких как 3 нм/2 нм) благодаря своей ключевой роли в изготовлении пленок с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости.
Тетрахлорид циркония и пленки с высоким содержанием калия
В производстве полупроводников пленки high-k являются одним из ключевых материалов для улучшения производительности чипов. Поскольку процесс непрерывной усадки традиционных диэлектрических материалов затвора на основе кремния (таких как SiO₂), их толщина приближается к физическому пределу, что приводит к увеличению утечки и значительному увеличению энергопотребления. Материалы high-k (такие как оксид циркония, оксид гафния и т. д.) могут эффективно увеличивать физическую толщину диэлектрического слоя, уменьшать эффект туннелирования и, таким образом, улучшать стабильность и производительность электронных устройств.
Тетрахлорид циркония является важным прекурсором для получения пленок с высокой диэлектрической проницаемостью. Тетрахлорид циркония может быть преобразован в пленки оксида циркония высокой чистоты с помощью таких процессов, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD) или атомно-слоевое осаждение (ALD). Эти пленки обладают превосходными диэлектрическими свойствами и могут значительно улучшить производительность и энергоэффективность чипов. Например, TSMC представила ряд новых материалов и усовершенствований процесса в своем 2-нм процессе, включая применение пленок с высокой диэлектрической проницаемостью, что позволило увеличить плотность транзисторов и снизить энергопотребление.
Динамика глобальной цепочки поставок
В глобальной цепочке поставок полупроводников структура поставок и производстватетрахлорид цирконияимеют решающее значение для развития отрасли. В настоящее время такие страны и регионы, как Китай, США и Япония, занимают важное место в производстве тетрахлорида циркония и связанных с ним материалов с высокой диэлектрической проницаемостью.
Технологические прорывы и перспективы на будущее
Технологические прорывы являются ключевыми факторами в продвижении применения тетрахлорида циркония в полупроводниковой промышленности. В последние годы оптимизация процесса атомно-слоевого осаждения (ALD) стала горячей точкой исследований. Процесс ALD может точно контролировать толщину и однородность пленки в наномасштабе, тем самым улучшая качество пленок с высокой диэлектрической проницаемостью. Например, исследовательская группа Лю Лэя из Пекинского университета подготовила аморфную пленку с высокой диэлектрической проницаемостью методом влажной химии и успешно применила ее в двумерных полупроводниковых электронных устройствах.
Кроме того, поскольку полупроводниковые процессы продолжают продвигаться к меньшим размерам, сфера применения тетрахлорида циркония также расширяется. Например, TSMC планирует достичь массового производства технологии 2 нм во второй половине 2025 года, а Samsung также активно продвигает исследования и разработки своего процесса 2 нм. Реализация этих передовых процессов неотделима от поддержки пленок с высокой диэлектрической проницаемостью, и тетрахлорид циркония, как ключевое сырье, имеет самоочевидную важность.
Подводя итог, можно сказать, что ключевая роль тетрахлорида циркония в полупроводниковой промышленности становится все более заметной. С популяризацией 5G, ИИ и Интернета вещей спрос на высокопроизводительные чипы продолжает расти. Тетрахлорид циркония, как важный предшественник пленок с высокой диэлектрической проницаемостью, будет играть незаменимую роль в содействии развитию технологии чипов следующего поколения. В будущем, с непрерывным развитием технологий и оптимизацией глобальной цепочки поставок, перспективы применения тетрахлорида циркония будут шире.
Время публикации: 14 апреля 2025 г.