Co rápido desenvolvemento do 5G, a intelixencia artificial (IA) e a Internet das Cousas (IoT), a demanda de materiais de alto rendemento na industria dos semicondutores aumentou drasticamente.Tetracloruro de circonio (ZrCl₄), como importante material semicondutor, converteuse nunha materia prima indispensable para chips de proceso avanzados (como os de 3 nm/2 nm) debido ao seu papel fundamental na preparación de películas de alta k.
Tetracloruro de circonio e películas de alta k
Na fabricación de semicondutores, as películas de alta k son un dos materiais clave para mellorar o rendemento dos chips. A medida que o proceso de contracción continua dos materiais dieléctricos de porta tradicionais baseados en silicio (como o SiO₂), o seu grosor achégase ao límite físico, o que resulta nun aumento das fugas e un aumento significativo do consumo de enerxía. Os materiais de alta k (como o óxido de circonio, o óxido de hafnio, etc.) poden aumentar eficazmente o grosor físico da capa dieléctrica, reducir o efecto de túnel e, polo tanto, mellorar a estabilidade e o rendemento dos dispositivos electrónicos.
O tetracloruro de circonio é un precursor importante para a preparación de películas de alta k. O tetracloruro de circonio pódese converter en películas de óxido de circonio de alta pureza mediante procesos como a deposición química de vapor (CVD) ou a deposición de capas atómicas (ALD). Estas películas teñen excelentes propiedades dieléctricas e poden mellorar significativamente o rendemento e a eficiencia enerxética dos chips. Por exemplo, TSMC introduciu unha variedade de novos materiais e melloras de procesos no seu proceso de 2 nm, incluída a aplicación de películas de alta constante dieléctrica, que lograron un aumento na densidade dos transistores e unha redución no consumo de enerxía.
Dinámica da cadea de subministración global
Na cadea de subministración global de semicondutores, o patrón de subministración e produción detetracloruro de circonioson cruciais para o desenvolvemento da industria. Na actualidade, países e rexións como China, Estados Unidos e Xapón ocupan unha posición importante na produción de tetracloruro de circonio e materiais relacionados de alta constante dieléctrica.
Avances tecnolóxicos e perspectivas de futuro
Os avances tecnolóxicos son os factores clave para promover a aplicación do tetracloruro de circonio na industria dos semicondutores. Nos últimos anos, a optimización do proceso de deposición de capas atómicas (ALD) converteuse nun tema candente de investigación. O proceso ALD pode controlar con precisión o grosor e a uniformidade da película a nanoescala, mellorando así a calidade das películas de alta constante dieléctrica. Por exemplo, o grupo de investigación de Liu Lei da Universidade de Pequín preparou unha película amorfa de alta constante dieléctrica mediante o método químico húmido e aplicouna con éxito a dispositivos electrónicos semicondutores bidimensionais.
Ademais, a medida que os procesos de semicondutores seguen avanzando cara a tamaños máis pequenos, o ámbito de aplicación do tetracloruro de circonio tamén se está a ampliar. Por exemplo, TSMC planea lograr a produción en masa da tecnoloxía de 2 nm na segunda metade de 2025, e Samsung tamén está a promover activamente a investigación e o desenvolvemento do seu proceso de 2 nm. A realización destes procesos avanzados é inseparable do soporte de películas de alta constante dieléctrica, e o tetracloruro de circonio, como materia prima clave, é dunha importancia evidente.
En resumo, o papel clave do tetracloruro de circonio na industria dos semicondutores é cada vez máis destacado. Coa popularización do 5G, a IA e a Internet das Cousas, a demanda de chips de alto rendemento segue a aumentar. O tetracloruro de circonio, como importante precursor das películas de alta constante dieléctrica, desempeñará un papel irremplazable na promoción do desenvolvemento da tecnoloxía de chips de próxima xeración. No futuro, co avance continuo da tecnoloxía e a optimización da cadea de subministración global, as perspectivas de aplicación do tetracloruro de circonio serán máis amplas.
Data de publicación: 14 de abril de 2025