Els gasos d'ultra alta puresa (UHP) són l'element vital de la indústria dels semiconductors. A mesura que la demanda sense precedents i les interrupcions a les cadenes de subministrament mundials fan pujar el preu del gas a ultraalta pressió, el disseny i les pràctiques de fabricació de nous semiconductors estan augmentant el nivell de control de la contaminació necessari. Per als fabricants de semiconductors, poder garantir la puresa del gas UHP és més important que mai.

Els gasos de puresa ultra alta (UHP) són absolutament crítics en la fabricació moderna de semiconductors

Una de les principals aplicacions del gas UHP és la inertització: el gas UHP s'utilitza per proporcionar una atmosfera protectora al voltant dels components semiconductors, protegint-los així dels efectes nocius de la humitat, l'oxigen i altres contaminants a l'atmosfera. Tanmateix, la inertització és només una de les moltes funcions diferents que fan els gasos a la indústria dels semiconductors. Des de gasos de plasma primari fins a gasos reactius utilitzats en el gravat i el recuit, els gasos d'ultra alta pressió s'utilitzen per a molts propòsits diferents i són essencials al llarg de la cadena de subministrament de semiconductors.

Alguns dels gasos "nuclis" de la indústria dels semiconductors inclouennitrogen(utilitzat com a neteja general i gas inert),argó(utilitzat com a gas de plasma primari en reaccions de gravat i deposició),heli(utilitzat com a gas inert amb propietats especials de transferència de calor) ihidrogen(té múltiples papers en el recuit, la deposició, l'epitaxia i la neteja de plasma).

A mesura que la tecnologia dels semiconductors ha evolucionat i canviat, també ho han fet els gasos utilitzats en el procés de fabricació. Actualment, les plantes de fabricació de semiconductors utilitzen una àmplia gamma de gasos, des de gasos nobles com aracriptóineóa espècies reactives com el trifluorur de nitrogen (NF 3 ) i l'hexafluorur de tungstè (WF 6 ).

Demanda creixent de puresa

Des de la invenció del primer microxip comercial, el món ha estat testimoni d'un sorprenent augment gairebé exponencial del rendiment dels dispositius semiconductors. Durant els darrers cinc anys, una de les maneres més segures d'aconseguir aquest tipus de millora del rendiment ha estat mitjançant l'"escala de mida": reduir les dimensions clau de les arquitectures de xips existents per tal d'esprémer més transistors en un espai determinat. A més d'això, el desenvolupament de noves arquitectures de xips i l'ús de materials d'avantguarda han produït salts en el rendiment del dispositiu.

Avui, les dimensions crítiques dels semiconductors d'avantguarda són tan petites que l'escala de mida ja no és una manera viable de millorar el rendiment del dispositiu. En canvi, els investigadors de semiconductors busquen solucions en forma de nous materials i arquitectures de xips 3D.

Dècades de redisseny incansable fan que els dispositius semiconductors actuals siguin molt més potents que els microxips antics, però també són més fràgils. L'arribada de la tecnologia de fabricació d'hòsties de 300 mm ha augmentat el nivell de control d'impureses necessari per a la fabricació de semiconductors. Fins i tot la més mínima contaminació en un procés de fabricació (especialment gasos rars o inerts) pot provocar una fallada catastròfica de l'equip, de manera que la puresa del gas és ara més important que mai.

Per a una planta típica de fabricació de semiconductors, el gas de puresa ultra alta ja és la despesa de material més gran després del silici. Es preveu que aquests costos només augmentin a mesura que la demanda de semiconductors augmenti a noves altures. Els esdeveniments a Europa han causat una interrupció addicional al tens mercat del gas natural d'ultra alta pressió. Ucraïna és un dels majors exportadors mundials d'alta puresaneósenyals; La invasió de Rússia significa que el subministrament del gas rar s'està restringint. Això, al seu torn, va provocar escassetat i augment dels preus d'altres gasos nobles com aracriptóixenó.