Amb el ràpid desenvolupament del 5G, la intel·ligència artificial (IA) i la Internet de les coses (IoT), la demanda de materials d'alt rendiment en la indústria dels semiconductors ha augmentat dràsticament.Tetraclorur de zirconi (ZrCl₄), com a important material semiconductor, s'ha convertit en una matèria primera indispensable per a xips de procés avançats (com ara 3 nm/2 nm) a causa del seu paper clau en la preparació de pel·lícules d'alta k.
Tetraclorur de zirconi i pel·lícules d'alta k
En la fabricació de semiconductors, les pel·lícules d'alta k són un dels materials clau per millorar el rendiment dels xips. A mesura que el procés de contracció contínua dels materials dielèctrics de porta tradicionals basats en silici (com ara SiO₂), el seu gruix s'acosta al límit físic, cosa que provoca un augment de les fuites i un augment significatiu del consum d'energia. Els materials d'alta k (com ara òxid de zirconi, òxid d'hafni, etc.) poden augmentar eficaçment el gruix físic de la capa dielèctrica, reduir l'efecte túnel i, per tant, millorar l'estabilitat i el rendiment dels dispositius electrònics.
El tetraclorur de zirconi és un precursor important per a la preparació de pel·lícules d'alta k. El tetraclorur de zirconi es pot convertir en pel·lícules d'òxid de zirconi d'alta puresa mitjançant processos com la deposició química de vapor (CVD) o la deposició de capes atòmiques (ALD). Aquestes pel·lícules tenen excel·lents propietats dielèctriques i poden millorar significativament el rendiment i l'eficiència energètica dels xips. Per exemple, TSMC va introduir una varietat de nous materials i millores de procés en el seu procés de 2 nm, inclosa l'aplicació de pel·lícules d'alta constant dielèctrica, que van aconseguir un augment de la densitat dels transistors i una reducció del consum d'energia.
Dinàmica de la cadena de subministrament global
A la cadena de subministrament global de semiconductors, el patró de subministrament i producció detetraclorur de zirconisón crucials per al desenvolupament de la indústria. Actualment, països i regions com la Xina, els Estats Units i el Japó ocupen una posició important en la producció de tetraclorur de zirconi i materials relacionats d'alta constant dielèctrica.
Avenços tecnològics i perspectives de futur
Els avenços tecnològics són els factors clau per promoure l'aplicació del tetraclorur de zirconi a la indústria dels semiconductors. En els darrers anys, l'optimització del procés de deposició de capes atòmiques (ALD) s'ha convertit en un tema central de recerca. El procés ALD pot controlar amb precisió el gruix i la uniformitat de la pel·lícula a nanoescala, millorant així la qualitat de les pel·lícules d'alta constant dielèctrica. Per exemple, el grup de recerca de Liu Lei de la Universitat de Pequín va preparar una pel·lícula amorfa d'alta constant dielèctrica mitjançant el mètode químic humit i la va aplicar amb èxit a dispositius electrònics semiconductors bidimensionals.
A més, a mesura que els processos de semiconductors continuen avançant cap a mides més petites, l'àmbit d'aplicació del tetraclorur de zirconi també s'està expandint. Per exemple, TSMC té previst aconseguir la producció en massa de tecnologia de 2 nm durant la segona meitat del 2025, i Samsung també està promovent activament la investigació i el desenvolupament del seu procés de 2 nm. La realització d'aquests processos avançats és inseparable del suport de pel·lícules d'alta constant dielèctrica, i el tetraclorur de zirconi, com a matèria primera clau, és d'una importància evident.
En resum, el paper clau del tetraclorur de zirconi en la indústria dels semiconductors és cada cop més destacat. Amb la popularització del 5G, la IA i la Internet de les coses, la demanda de xips d'alt rendiment continua augmentant. El tetraclorur de zirconi, com a precursor important de les pel·lícules d'alta constant dielèctrica, tindrà un paper irreemplaçable en la promoció del desenvolupament de la tecnologia de xips de nova generació. En el futur, amb l'avanç continu de la tecnologia i l'optimització de la cadena de subministrament global, les perspectives d'aplicació del tetraclorur de zirconi seran més àmplies.
Data de publicació: 14 d'abril de 2025