Os gases de ultra-alta pureza (UHP) son o alma da industria de semicondutores. A medida que a demanda sen precedentes e as interrupcións nas cadeas de subministración mundiais aumentan o prezo do gas de ultra alta presión, o novo deseño de semicondutores e prácticas de fabricación están aumentando o nivel de control da contaminación necesario. Para os fabricantes de semicondutores, poder garantir a pureza do gas UHP é máis importante que nunca.

Os gases de ultra alta pureza (UHP) son absolutamente críticos na fabricación moderna de semicondutores

Unha das principais aplicacións do gas UHP é a inertización: o gas UHP utilízase para proporcionar unha atmosfera protectora ao redor dos compoñentes semicondutores, protexendo así dos efectos nocivos da humidade, o osíxeno e outros contaminantes na atmosfera. Non obstante, a inertización é só unha das moitas funcións diferentes que realizan os gases na industria de semicondutores. Desde gases de plasma primario ata gases reactivos utilizados no gravado e recocido, os gases de ultra alta presión utilízanse para moitos propósitos diferentes e son esenciais en toda a cadea de subministración de semicondutores.

Algúns dos gases "núcleos" na industria de semicondutores inclúennitróxeno(usado como limpeza xeral e gas inerte),argón(usado como gas de plasma primario en reaccións de gravado e deposición),helio(usado como gas inerte con propiedades especiais de transferencia de calor) ehidróxeno(desempeña múltiples funcións no recocido, deposición, epitaxia e limpeza de plasma).

A medida que a tecnoloxía dos semicondutores evolucionou e cambiou, tamén o fixeron os gases utilizados no proceso de fabricación. Hoxe, as plantas de fabricación de semicondutores utilizan unha ampla gama de gases, desde gases nobres comocriptóneneóna especies reactivas como o trifluoruro de nitróxeno (NF 3 ) e o hexafluoruro de wolframio (WF 6 ).

Crecente demanda de pureza

Desde a invención do primeiro microchip comercial, o mundo foi testemuña dun sorprendente aumento case exponencial no rendemento dos dispositivos semicondutores. Durante os últimos cinco anos, unha das formas máis seguras de conseguir este tipo de melloras de rendemento foi a través da "escalada de tamaño": reducir as dimensións clave das arquitecturas de chip existentes para espremer máis transistores nun espazo determinado. Ademais disto, o desenvolvemento de novas arquitecturas de chips e o uso de materiais de vangarda produciron saltos no rendemento dos dispositivos.

Hoxe, as dimensións críticas dos semicondutores de vangarda son tan pequenas que a escala de tamaño xa non é unha forma viable de mellorar o rendemento do dispositivo. Pola contra, os investigadores de semicondutores buscan solucións en forma de novos materiais e arquitecturas de chips 3D.

Décadas de redeseño incansable significan que os dispositivos semicondutores actuais son moito máis poderosos que os microchips de sempre, pero tamén son máis fráxiles. A chegada da tecnoloxía de fabricación de obleas de 300 mm aumentou o nivel de control de impurezas necesario para a fabricación de semicondutores. Mesmo a máis mínima contaminación nun proceso de fabricación (especialmente gases raros ou inertes) pode provocar fallos catastróficos dos equipos, polo que a pureza do gas é agora máis importante que nunca.

Para unha planta típica de fabricación de semicondutores, o gas de pureza ultra alta xa é o maior gasto de material despois do propio silicio. Só se espera que estes custos aumenten a medida que a demanda de semicondutores se eleve a novas alturas. Os acontecementos en Europa provocaron unha interrupción adicional no tenso mercado do gas natural de ultra alta presión. Ucraína é un dos maiores exportadores mundiais de alta purezaneónsinais; A invasión de Rusia significa que as subministracións de gas raro están sendo restrinxidas. Isto, á súa vez, provocou escaseza e prezos máis elevados doutros gases nobres comocriptónexenón.