Gazy o bardzo wysokiej czystości (UHP) są siłą napędową przemysłu półprzewodnikowego.Ponieważ bezprecedensowy popyt i zakłócenia w globalnych łańcuchach dostaw podnoszą ceny gazu o ultrawysokim ciśnieniu, nowe praktyki w zakresie projektowania i produkcji półprzewodników zwiększają wymagany poziom kontroli zanieczyszczeń.Dla producentów półprzewodników możliwość zapewnienia czystości gazu UHP jest ważniejsza niż kiedykolwiek.

Gazy o ultra wysokiej czystości (UHP) są absolutnie krytyczne w nowoczesnej produkcji półprzewodników

Jednym z głównych zastosowań gazu UHP jest inertyzacja: gaz UHP służy do tworzenia atmosfery ochronnej wokół elementów półprzewodnikowych, chroniąc je w ten sposób przed szkodliwym działaniem wilgoci, tlenu i innych zanieczyszczeń w atmosferze.Jednak inertyzacja to tylko jedna z wielu różnych funkcji, jakie pełnią gazy w przemyśle półprzewodnikowym.Od pierwotnych gazów plazmowych po gazy reaktywne stosowane w trawieniu i wyżarzaniu, gazy o ultrawysokim ciśnieniu są wykorzystywane do wielu różnych celów i są niezbędne w całym łańcuchu dostaw półprzewodników.

Niektóre z „rdzeniowych” gazów w przemyśle półprzewodnikowym obejmująazot(stosowany jako ogólny środek czyszczący i gaz obojętny),argon(stosowany jako główny gaz plazmowy w reakcjach trawienia i osadzania),hel(stosowany jako gaz obojętny o specjalnych właściwościach przenoszenia ciepła) iwodór(odgrywa wiele ról w wyżarzaniu, osadzeniu, epitaksji i czyszczeniu plazmowym).

Wraz z rozwojem i zmianami technologii półprzewodnikowych ewoluowały i zmieniały się również gazy stosowane w procesie produkcyjnym.Obecnie w zakładach produkujących półprzewodniki stosuje się szeroką gamę gazów, począwszy od gazów szlachetnych, takich jak m.inkryptonIneondo związków reaktywnych, takich jak trifluorek azotu (NF 3 ) i sześciofluorek wolframu (WF 6 ).

Rosnące zapotrzebowanie na czystość

Od czasu wynalezienia pierwszego komercyjnego mikroczipa świat był świadkiem zdumiewającego, niemal wykładniczego wzrostu wydajności urządzeń półprzewodnikowych.W ciągu ostatnich pięciu lat jednym z najpewniejszych sposobów osiągnięcia tego rodzaju poprawy wydajności było „skalowanie rozmiaru”: zmniejszanie kluczowych wymiarów istniejących architektur układów scalonych w celu zmieszczenia większej liczby tranzystorów w danej przestrzeni.Oprócz tego rozwój nowych architektur układów scalonych i zastosowanie najnowocześniejszych materiałów spowodował skok w wydajności urządzeń.

Obecnie krytyczne wymiary najnowocześniejszych półprzewodników są teraz tak małe, że skalowanie rozmiaru nie jest już realnym sposobem na poprawę wydajności urządzenia.Zamiast tego naukowcy zajmujący się półprzewodnikami szukają rozwiązań w postaci nowatorskich materiałów i architektur układów scalonych 3D.

Dziesięciolecia niestrudzonego przeprojektowywania oznaczają, że dzisiejsze urządzenia półprzewodnikowe są znacznie potężniejsze niż stare mikroczipy — ale są też bardziej kruche.Pojawienie się technologii wytwarzania płytek o średnicy 300 mm zwiększyło poziom kontroli zanieczyszczeń wymagany w produkcji półprzewodników.Nawet najmniejsze zanieczyszczenie w procesie produkcyjnym (zwłaszcza gazami szlachetnymi lub obojętnymi) może doprowadzić do katastrofalnej w skutkach awarii sprzętu – dlatego czystość gazu jest teraz ważniejsza niż kiedykolwiek.

W przypadku typowego zakładu produkującego półprzewodniki gaz o bardzo wysokiej czystości jest już największym wydatkiem materiałowym po samym krzemie.Oczekuje się, że koszty te wzrosną tylko w miarę wzrostu popytu na półprzewodniki.Wydarzenia w Europie spowodowały dodatkowe zakłócenia na napiętym rynku gazu ziemnego o ultrawysokim ciśnieniu.Ukraina jest jednym z największych na świecie eksporterów wysokiej czystościneonoznaki;Rosyjska inwazja oznacza ograniczenie dostaw rzadkiego gazu.To z kolei doprowadziło do niedoborów i wyższych cen innych gazów szlachetnych, takich jak m.inkryptonIksenon.