З хуткім развіццём 5G, штучнага інтэлекту (ШІ) і Інтэрнэту рэчаў (IoT) попыт на высокапрадукцыйныя матэрыялы ў паўправадніковай прамысловасці рэзка ўзрос.Тэтрахларыд цырконія (ZrCl₄), як важны паўправадніковы матэрыял, стаў незаменнай сыравінай для перадавых тэхналагічных мікрасхем (такіх як 3 нм/2 нм) дзякуючы сваёй ключавой ролі ў падрыхтоўцы плёнак з высокім k.
Тэтрахларыд цырконія і плёнкі з высокай дыферэнцыяльнай залежнасцю (hightk)
У вытворчасці паўправаднікоў плёнкі з высокім k з'яўляюцца адным з ключавых матэрыялаў для паляпшэння прадукцыйнасці мікрасхем. Па меры бесперапыннага сціскання традыцыйных дыэлектрычных матэрыялаў для затвораў на аснове крэмнію (такіх як SiO₂) іх таўшчыня набліжаецца да фізічнай мяжы, што прыводзіць да павелічэння ўцечкі і значнага павелічэння спажывання энергіі. Матэрыялы з высокім k (такія як аксід цырконія, аксід гафнію і г.д.) могуць эфектыўна павялічваць фізічную таўшчыню дыэлектрычнага пласта, памяншаць тунэльны эфект і тым самым паляпшаць стабільнасць і прадукцыйнасць электронных прылад.
Тэтрахларыд цырконія з'яўляецца важным папярэднікам для атрымання плёнак з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю (high-k). Тэтрахларыд цырконія можна пераўтварыць у плёнкі аксіду цырконія высокай чысціні з дапамогай такіх працэсаў, як хімічнае асаджэнне з паравой фазы (CVD) або атамна-слаёвае асаджэнне (ALD). Гэтыя плёнкі валодаюць выдатнымі дыэлектрычнымі ўласцівасцямі і могуць значна палепшыць прадукцыйнасць і энергаэфектыўнасць мікрасхем. Напрыклад, TSMC прадставіла шэраг новых матэрыялаў і ўдасканаленняў працэсу ў сваім 2-нм працэсе, у тым ліку прымяненне плёнак з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю, што дазволіла павялічыць шчыльнасць транзістараў і знізіць спажыванне энергіі.
Дынаміка глабальных ланцужкоў паставак
У глабальным ланцужку паставак паўправаднікоў структура паставак і вытворчасцітэтрахларыд цырконіямаюць вырашальнае значэнне для развіцця галіны. У цяперашні час такія краіны і рэгіёны, як Кітай, ЗША і Японія, займаюць важнае месца ў вытворчасці тэтрахларыду цырконія і звязаных з ім матэрыялаў з высокай дыэлектрычнай пастаяннай.
Тэхналагічныя прарывы і будучыя перспектывы
Тэхналагічныя прарывы з'яўляюцца ключавымі фактарамі ў садзейнічанні прымяненню тэтрахларыду цырконія ў паўправадніковай прамысловасці. У апошнія гады аптымізацыя працэсу атамнага пластовага нанясення (ALD) стала актуальнай тэмай даследаванняў. Працэс ALD дазваляе дакладна кантраляваць таўшчыню і аднастайнасць плёнкі ў нанамаштабе, тым самым паляпшаючы якасць плёнак з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю. Напрыклад, даследчая група Лю Лэя з Пекінскага ўніверсітэта падрыхтавала аморфную плёнку з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю вільготным хімічным метадам і паспяхова ўжыла яе ў двухмерных паўправадніковых электронных прыладах.
Акрамя таго, па меры ўдасканалення паўправадніковых працэсаў да меншых памераў пашыраецца і сфера прымянення тэтрахларыду цырконію. Напрыклад, TSMC плануе дасягнуць масавай вытворчасці 2-нм тэхналогіі ў другой палове 2025 года, а Samsung таксама актыўна прасоўвае даследаванні і распрацоўкі свайго 2-нм працэсу. Рэалізацыя гэтых перадавых працэсаў неаддзельная ад падтрымкі плёнак з высокай дыэлектрычнай пастаяннай, і тэтрахларыд цырконію, як ключавая сыравіна, мае відавочнае значэнне.
Карацей кажучы, ключавая роля тэтрахларыду цырконія ў паўправадніковай прамысловасці становіцца ўсё больш прыкметнай. З папулярызацыяй 5G, штучнага інтэлекту і Інтэрнэту рэчаў попыт на высокапрадукцыйныя чыпы працягвае расці. Тэтрахларыд цырконія, як важны папярэднік плёнак з высокай дыэлектрычнай пастаяннай, будзе гуляць незаменную ролю ў садзейнічанні развіццю тэхналогіі чыпаў наступнага пакалення. У будучыні, з пастаянным развіццём тэхналогій і аптымізацыяй глабальнага ланцужка паставак, перспектывы прымянення тэтрахларыду цырконія будуць пашырацца.
Час публікацыі: 14 красавіка 2025 г.