Ultra-High Purity (UHP) -gaser är livsutmen i halvledarindustrin. Eftersom enastående efterfrågan och störningar i globala leveranskedjor ökar priset på ultrahög tryckgas, ökar ny halvledardesign och tillverkningspraxis nivån på föroreningskontroll som behövs. För halvledartillverkare är det viktigare än någonsin att kunna säkerställa renheten för UHP -gas.

Ultra High Purity (UHP) -gaser är absolut kritiska i modern halvledartillverkning

En av de viktigaste tillämpningarna av UHP -gas är tröghet: UHP -gas används för att tillhandahålla en skyddande atmosfär kring halvledarkomponenter och därigenom skydda dem från de skadliga effekterna av fukt, syre och andra föroreningar i atmosfären. Inertisering är emellertid bara en av många olika funktioner som gaser utför inom halvledarindustrin. Från primära plasmastaser till reaktiva gaser som används vid etsning och glödgning används ultralat-höga tryckgaser för många olika ändamål och är väsentliga i hela halvledarens leveranskedja.

Några av de "kärniga" gaserna i halvledarindustrin inkluderarkväve(används som allmän rengöring och inert gas),argon(används som den primära plasmastasen vid etsning och avsättningsreaktioner),helium(används som en inert gas med speciella värmeöverföringegenskaper) ochväte(Spelar flera roller i glödgning, deponering, epitaxi och plasmarengöring).

När halvledartekniken har utvecklats och förändrats, så har gaserna som används i tillverkningsprocessen. Idag använder halvledartillverkningsanläggningar ett brett spektrum av gaser, från ädla gaser somkryptonochneontill reaktiva arter såsom kväve trifluorid (NF 3) och volfram hexafluorid (WF 6).

Växande efterfrågan på renhet

Sedan uppfinningen av det första kommersiella mikrochipet har världen bevittnat en häpnadsväckande nästan exponentiell ökning av prestanda för halvledarenheter. Under de senaste fem åren har ett av de säkraste sätten att uppnå denna typ av prestationsförbättring varit genom ”storlekskalning”: att minska viktiga dimensioner av befintliga chiparkitekturer för att pressa fler transistorer till ett visst utrymme. Utöver detta har utvecklingen av nya chiparkitekturer och användningen av banbrytande material producerat språng i enhetens prestanda.

Idag är de kritiska dimensionerna av banbrytande halvledare nu så små att storleksskalning inte längre är ett genomförbart sätt att förbättra enhetens prestanda. Istället letar halvledarforskare efter lösningar i form av nya material och 3D -chiparkitekturer.

Årtionden av outtröttlig omdesign betyder dagens halvledarenheter är mycket kraftfullare än mikrochips från gamla - men de är också mer bräckliga. Tillkomsten av 300 mm skivtillverkningsteknik har ökat nivån på föroreningsstyrning som krävs för halvledartillverkning. Till och med den minsta föroreningen i en tillverkningsprocess (särskilt sällsynta eller inerta gaser) kan leda till fel i katastrofalt utrustning - så gasrenhet är nu viktigare än någonsin.

För en typisk halvledartillverkningsanläggning är ultra-hög renhet gas redan den största materiella kostnaden efter kisel själv. Dessa kostnader förväntas endast öka när efterfrågan på halvledare stiger upp till nya höjder. Händelser i Europa har orsakat ytterligare störningar på den spända marknaden för ultrahögt tryck. Ukraina är en av världens största exportörer av hög renhetneontecken; Rysslands invasion innebär att leveranser av den sällsynta gasen begränsas. Detta ledde i sin tur till brist och högre priser på andra ädla gaser somkryptonochxenon.