Os gases de ultra alta pureza (UHP) son a base da industria dos semicondutores. A medida que a demanda sen precedentes e as interrupcións nas cadeas de subministración globais elevan o prezo do gas de ultra alta presión, as novas prácticas de deseño e fabricación de semicondutores están a aumentar 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 úsase para proporcionar unha atmosfera protectora arredor dos compoñentes semicondutores, protexéndoos así dos efectos nocivos da humidade, o osíxeno e outros contaminantes da atmosfera. Non obstante, a inertización é só unha das moitas funcións diferentes que os gases realizan na industria dos semicondutores. Desde os gases de plasma primarios ata os gases reactivos utilizados no gravado e o recocido, os gases de ultra alta presión úsanse para moitos fins diferentes e son esenciais en toda a cadea de subministración de semicondutores.

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

A medida que a tecnoloxía dos semicondutores evolucionou e cambiou, tamén o fixeron os gases empregados no proceso de fabricación. Hoxe en día, as plantas de fabricación de semicondutores empregan unha ampla gama de gases, desde gases nobres comocriptóneneóna especies reactivas como o trifluoruro de nitróxeno (NF3) e o hexafluoruro de volframio (WF6).

Crecente demanda de pureza

Desde a invención do primeiro microchip comercial, o mundo foi testemuña dun aumento asombroso e case exponencial no rendemento dos dispositivos semicondutores. Nos últimos cinco anos, unha das formas máis seguras de lograr este tipo de mellora do rendemento foi mediante o "escalado de tamaño": a redución das dimensións clave das arquitecturas de chip existentes para meter máis transistores nun espazo determinado. Ademais disto, o desenvolvemento de novas arquitecturas de chip e o uso de materiais de vangarda produciron saltos no rendemento dos dispositivos.

Hoxe en día, 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 dos dispositivos. En vez diso, 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 potentes que os antigos microchips, 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 levar a fallos catastróficos do equipo, polo que a pureza do gas é agora máis importante que nunca.

Para unha planta típica de fabricación de semicondutores, o gas de ultra alta pureza xa é o maior gasto en material despois do propio silicio. Espérase que estes custos só aumenten a medida que a demanda de semicondutores se dispare ata novas cotas. Os acontecementos en Europa causaron unha disrupción adicional no tenso mercado de gas natural de ultra alta presión. Ucraína é un dos maiores exportadores mundiais de gas de alta pureza.neónsinais; a invasión de Rusia significa que o subministro do gas raro está a ser limitado. Isto, á súa vez, provocou escaseza e prezos máis altos doutros gases nobres comocriptónexenón.