Os gases de pureza ultra alta (UHP) são a força vital da indústria de semicondutores. À medida que a demanda e as interrupções sem precedentes das cadeias de suprimentos globais aumentam o preço do gás de pressão ultra-alta, o novo projeto de semicondutores e as práticas de fabricação estão aumentando o nível de controle da poluição necessário. Para os fabricantes de semicondutores, poder garantir a pureza do gás UHP é mais importante do que nunca.

Os gases de ultra alta pureza (UHP) são absolutamente críticos na fabricação moderna de semicondutores

Uma das principais aplicações do gás UHP é a inerção: o gás UHP é usado para fornecer uma atmosfera protetora em torno dos componentes semicondutores, protegendo -os dos efeitos nocivos da umidade, oxigênio e outros contaminantes na atmosfera. No entanto, a inertização é apenas uma das muitas funções diferentes que os gases desempenham na indústria de semicondutores. Desde gases plasmáticos primários a gases reativos usados ​​em gravação e recozimento, os gases de pressão ultra-alta são usados ​​para muitos propósitos diferentes e são essenciais em toda a cadeia de suprimentos de semicondutores.

Alguns dos gases "centrais" da indústria de semicondutores incluemazoto(usado como uma limpeza geral e gás inerte),argônio(usado como gás plasmático primário nas reações de gravação e deposição),hélio(usado como gás inerte com propriedades especiais de transferência de calor) ehidrogênio(desempenha vários papéis em recozimento, depoimento, epitaxia e limpeza de plasma).

À medida que a tecnologia de semicondutores evoluiu e mudou, o mesmo ocorreu com os gases usados ​​no processo de fabricação. Hoje, as fábricas de semicondutores usam uma ampla gama de gases, de gases nobres, comoKryptonenéona espécies reativas, como o trifluoreto de nitrogênio (NF 3) e o hexafluoreto de tungstênio (WF 6).

Crescente demanda por pureza

Desde a invenção do primeiro microchip comercial, o mundo testemunhou um aumento surpreendente quase exponencial no desempenho de dispositivos semicondutores. Nos últimos cinco anos, uma das maneiras mais seguras de alcançar esse tipo de melhoria de desempenho foi através de "escala de tamanho": reduzindo as principais dimensões das arquiteturas de chips existentes para espremer mais transistores em um determinado espaço. Além disso, o desenvolvimento de novas arquiteturas de chip e o uso de materiais de ponta produziram saltos no desempenho do dispositivo.

Hoje, as dimensões críticas dos semicondutores de ponta agora são tão pequenas que a escala de tamanho não é mais uma maneira viável de melhorar o desempenho do dispositivo. Em vez disso, os pesquisadores de semicondutores estão procurando soluções na forma de novos materiais e arquiteturas de chips 3D.

Décadas de redesenho incansável significam que os dispositivos semicondutores de hoje são muito mais poderosos que os microchips antigos - mas também são mais frágeis. O advento da tecnologia de fabricação de wafer de 300 mm aumentou o nível de controle de impureza necessário para a fabricação de semicondutores. Mesmo a menor contaminação em um processo de fabricação (especialmente gases raros ou inertes) pode levar a falhas catastróficas do equipamento - portanto, a pureza do gás agora é mais importante do que nunca.

Para uma planta típica de fabricação de semicondutores, o gás de pureza ultra-alta já é a maior despesa de material após o próprio silício. Espera -se que esses custos aumentem à medida que a demanda por semicondutores subir a novos patamares. Os eventos na Europa causaram interrupções adicionais no tenso mercado de gás natural de pressão ultra-alta. Ucrânia é um dos maiores exportadores de alta pureza do mundonéonsinais; A invasão da Rússia significa que os suprimentos do gás raro estão sendo restringidos. Isso, por sua vez, levou a escassez e preços mais altos de outros gases nobres, comoKryptoneXenon.