Os gases de ultra-alta pureza (UHP) son o elemento vital da industria dos semiconductores. A medida que a demanda e as interrupcións sen precedentes das cadeas de subministración mundiais impulsan o prezo do gas de presión ultra alta, as novas prácticas de deseño e fabricación de semiconductores están aumentando o nivel de control de contaminación necesaria. Para os fabricantes de semiconductores, poder asegurar que a pureza do gas UHP sexa máis importante que nunca.

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

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

Algúns dos gases "núcleos" da industria dos semicondutores inclúennitróxeno(usado como limpeza xeral e gas inerte),Argon(usado como gas plasmático primario nas reaccións de gravado e deposición),Helio(usado como gas inerte con propiedades especiais de transferencia de calor) ehidróxeno(Desempeña múltiples roles no recocido, deposición, epitaxia e limpeza de plasma).

A medida que a tecnoloxía de semiconductores evolucionou e cambiou, tamén se utilizan os gases no proceso de fabricación. Hoxe, as plantas de fabricación de semiconductores usan unha ampla gama de gases, a partir de gases nobres comoKryptoneNeóna especies reactivas como o trifluoruro de nitróxeno (NF 3) e o hexafluoruro de tungsteno (WF 6).

Demanda crecente de pureza

Desde a invención do primeiro microchip comercial, o mundo foi testemuña dun asombroso aumento case exponencial no rendemento dos dispositivos de semiconductor. Nos últimos cinco anos, unha das formas máis seguras de lograr este tipo de mellora do rendemento foi a través da "escala de tamaño": reducir as dimensións clave das arquitecturas de chip existentes co fin de espremer máis transistores nun determinado espazo. Ademais disto, o desenvolvemento de novas arquitecturas de chip e o uso de materiais de punta producían saltos no rendemento do dispositivo.

Hoxe, as dimensións críticas dos semiconductores de punta son agora tan pequenas que a escala de tamaño xa non é un xeito viable de mellorar o rendemento do dispositivo. Pola contra, os investigadores de semiconductores están a buscar solucións en forma de materiais novos e arquitecturas de chip 3D.

As décadas de incansable rediseño medio dos dispositivos semiconductores de hoxe son moito máis poderosos que os microchips de idade, pero tamén son máis fráxiles. A chegada de tecnoloxía de fabricación de obleas de 300 mm aumentou o nivel de control de impureza requirido para a fabricación de semiconductores. Incluso a máis mínima contaminación nun proceso de fabricación (especialmente raros ou gases inertes) pode levar a un fallo catastrófico de equipos, polo que a pureza do gas é máis importante que nunca.

Para unha planta típica de fabricación de semicondutores, o gas de alta pureza é o maior gasto material despois do propio silicio. Estes custos só se espera que aumenten a medida que a demanda de semiconductores aumente a novas alturas. Os acontecementos en Europa provocaron unha interrupción adicional no mercado de gas natural de alta presión. Ucraína é un dos maiores exportadores do mundo de alta purezaNeónsignos; A invasión de Rusia significa que se están restrinxindo subministracións do gas raro. Isto á súa vez levou a escaseza e prezos máis altos doutros gases nobres comoKryptoneXenon.