Els gasos d'ultra alta puresa (UHP) són la base de la indústria dels semiconductors. A mesura que la demanda sense precedents i les interrupcions de les cadenes de subministrament globals fan pujar el preu del gas d'ultra alta pressió, les noves pràctiques de disseny i fabricació de semiconductors augmenten 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 d'ultra alta puresa (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 de l'atmosfera. Tanmateix, la inertització és només una de les moltes funcions diferents que els gasos realitzen a la indústria dels semiconductors. Des dels gasos de plasma primaris fins als gasos reactius utilitzats en el gravat i el recuit, els gasos d'ultraalta pressió s'utilitzen per a molts propòsits diferents i són essencials a tota la cadena de subministrament de semiconductors.

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

A mesura que la tecnologia dels semiconductors ha evolucionat i canviat, també ho han fet els gasos utilitzats en el procés de fabricació. Avui dia, 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 (NF3) i l'hexafluorur de tungstè (WF6).

Creixent demanda de puresa

Des de la invenció del primer microxip comercial, el món ha estat testimoni d'un augment sorprenent i 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'escalat de mida": reduir les dimensions clau de les arquitectures de xips existents per tal d'encabir 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 dels dispositius.

Avui dia, les dimensions crítiques dels semiconductors d'avantguarda són tan petites que l'escalat de mida ja no és una manera viable de millorar el rendiment dels dispositius. 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 més fràgils. L'arribada de la tecnologia de fabricació d'oblies 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 fallades catastròfiques de l'equip, per la qual cosa la puresa del gas és ara més important que mai.

Per a una planta típica de fabricació de semiconductors, el gas d'ultraalta puresa ja és la despesa material més gran després del silici. S'espera que aquests costos només augmentin a mesura que la demanda de semiconductors s'enlaira a nous nivells. Els esdeveniments a Europa han causat una disrupció addicional al tens mercat del gas natural d'ultraalta pressió. Ucraïna és un dels majors exportadors mundials de gas d'alta puresa.neósignes; la invasió de Rússia significa que els subministraments d'aquest gas rar estan sent limitats. Això, al seu torn, va provocar escassetat i preus més alts d'altres gasos nobles com aracriptóixenó.