Gases de ultra-alta pureza (UHP) são essenciais para a indústria de semicondutores. Com a demanda sem precedentes e as interrupções nas cadeias de suprimentos globais elevando o preço dos gases de ultra-alta pressão, novas práticas de projeto e fabricação de semicondutores aumentam a necessidade de controle da poluição. Para os fabricantes de semicondutores, garantir a pureza dos gases UHP é mais importante do que nunca.

Gases de ultra alta pureza (UHP) são absolutamente essenciais na fabricação moderna de semicondutores.

Uma das principais aplicações do gás UHP é a inertização: o gás UHP é usado para fornecer uma atmosfera protetora ao redor de componentes semicondutores, protegendo-os assim dos efeitos nocivos da umidade, do oxigênio e de outros contaminantes presentes na atmosfera. No entanto, a inertização é apenas uma das muitas funções que os gases desempenham na indústria de semicondutores. De gases de plasma primários a gases reativos usados ​​em processos de corrosão e recozimento, os gases de ultra-alta pressão são utilizados para diversas finalidades e são essenciais em toda a cadeia de suprimentos de semicondutores.

Alguns dos gases "essenciais" na indústria de semicondutores incluem:azoto(utilizado como gás inerte e para limpeza geral)argônio(utilizado como gás de plasma primário em reações de corrosão e deposição),hélio(usado como gás inerte com propriedades especiais de transferência de calor) ehidrogênio(Desempenha múltiplas funções em recozimento, deposição, epitaxia e limpeza por plasma).

Com a evolução e as mudanças na tecnologia de semicondutores, o mesmo aconteceu com os gases utilizados no processo de fabricação. Hoje, as fábricas de semicondutores utilizam uma ampla gama de gases, desde gases nobres como o CO₂, até gases de combustão interna.criptônioenéona 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 quase exponencial e surpreendente no desempenho de dispositivos semicondutores. Nos últimos cinco anos, uma das maneiras mais seguras de alcançar esse tipo de melhoria de desempenho tem sido por meio da "redução de escala": a redução das dimensões principais das arquiteturas de chips existentes para acomodar mais transistores em um determinado espaço. Além disso, o desenvolvimento de novas arquiteturas de chips e o uso de materiais de ponta têm proporcionado grandes avanços no desempenho dos dispositivos.

Atualmente, as dimensões críticas dos semicondutores de ponta são tão pequenas que a miniaturização deixou de ser uma forma viável de melhorar o desempenho dos dispositivos. Em vez disso, os pesquisadores da área de semicondutores estão buscando soluções na forma de novos materiais e arquiteturas de chips 3D.

Décadas de reformulação incansável significam que os dispositivos semicondutores de hoje são muito mais poderosos do que os microchips antigos — mas também são mais frágeis. O advento da tecnologia de fabricação de wafers de 300 mm aumentou o nível de controle de impurezas exigido na fabricação de semicondutores. Mesmo a menor contaminação em um processo de fabricação (especialmente gases raros ou inertes) pode levar a falhas catastróficas nos equipamentos — portanto, a pureza dos gases é agora mais importante do que nunca.

Para uma fábrica típica de semicondutores, o gás de ultra-alta pureza já representa o maior custo em materiais, depois do próprio silício. A expectativa é que esses custos aumentem ainda mais, à medida que a demanda por semicondutores atinge novos patamares. Os eventos na Europa causaram perturbações adicionais no já tenso mercado de gás natural de ultra-alta pressão. A Ucrânia é um dos maiores exportadores mundiais de gás de alta pureza.néonsinais; a invasão da Rússia significa que o fornecimento desse gás raro está sendo restringido. Isso, por sua vez, levou à escassez e ao aumento dos preços de outros gases nobres, como...criptônioexenônio.