Els gasos de puresa ultra alta (UHP) són la vida vital de la indústria dels semiconductors. A mesura que la demanda i les interrupcions sense precedents a les cadenes de subministrament globals augmenten el preu del gas a pressió ultra-alta, el nou disseny de semiconductors i pràctiques de fabricació augmenten el nivell de control de la contaminació necessari. Per als fabricants de semiconductors, poder assegurar la puresa del gas UHP és més important que mai.

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

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

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

A mesura que la tecnologia de semiconductors ha evolucionat i canviat, també els gasos utilitzats en el procés de fabricació. Avui en dia, les plantes de fabricació de semiconductors utilitzen una àmplia gamma de gasos, des de gasos nobles com araKryptonineóa 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 en el rendiment dels dispositius semiconductors. Durant els últims cinc anys, una de les maneres més segures d’aconseguir aquest tipus de millora del rendiment ha estat a través de “escala de mida”: reduint les dimensions clau de les arquitectures de xip existents per tal d’esprémer més transistors en un espai determinat. A més d’això, el desenvolupament de noves arquitectures de xip i l’ús de materials d’avantguarda han produït salts en el rendiment del dispositiu.

Avui, les dimensions crítiques dels semiconductors d’avantguarda són ara tan petites que l’escalat 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.

Les dècades de redisseny incansables mitjans que els dispositius semiconductors actuals són molt més potents que els microxips de la vella, però també són més fràgils. L’arribada de la tecnologia de fabricació d’hòsties de 300 mm ha augmentat el nivell de control de la impuresa necessari per a la fabricació de semiconductors. Fins i tot la més mínima contaminació en un procés de fabricació (sobretot gasos rars o inerts) pot provocar una fallada dels equips catastròfics, de manera que la puresa de gas és ara més important que mai.

Per a una planta típica de fabricació de semiconductors, el gas ultra-alta és la despesa del material més gran després del silici. Aquests costos només s’espera que augmentin a mesura que la demanda de semiconductors augmenti a les noves altures. Els esdeveniments a Europa han provocat una interrupció addicional al tens temps de gas natural a alta pressió. Ucraïna és un dels majors exportadors mundials d'alta puresaneósignes; La invasió de Rússia significa que els subministraments del rar gas estan restringits. Al seu torn, això va provocar escasses i preus més elevats d'altres gasos nobles com araKryptonixenó.