Ultrahoge zuiverheidsgassen (UHP) vormen de levensader van de halfgeleiderindustrie. Nu de ongekende vraag en verstoringen in de wereldwijde toeleveringsketens de prijs van ultrahogedrukgas opdrijven, verhogen nieuwe ontwerp- en productiemethoden voor halfgeleiders de noodzaak tot vervuilingsbeheersing. Voor halfgeleiderfabrikanten is het belangrijker dan ooit om de zuiverheid van UHP-gas te kunnen garanderen.

Ultrazuivere gassen (UHP) zijn absoluut cruciaal in de moderne halfgeleiderproductie

Een van de belangrijkste toepassingen van UHP-gas is inertisering: UHP-gas wordt gebruikt om een ​​beschermende atmosfeer rond halfgeleidercomponenten te creëren en deze zo te beschermen tegen de schadelijke effecten van vocht, zuurstof en andere verontreinigingen in de atmosfeer. Inertisering is echter slechts een van de vele functies die gassen vervullen in de halfgeleiderindustrie. Van primaire plasmagassen tot reactieve gassen die worden gebruikt bij etsen en gloeien, ultrahogedrukgassen worden voor veel verschillende doeleinden gebruikt en zijn essentieel in de toeleveringsketen van halfgeleiders.

Enkele van de ‘kerngassen’ in de halfgeleiderindustrie zijn:stikstof(gebruikt als algemeen reinigings- en inert gas),argon(gebruikt als primair plasmagas bij ets- en afzettingsreacties),helium(gebruikt als een inert gas met speciale warmteoverdrachtseigenschappen) enwaterstof(speelt meerdere rollen bij gloeien, afzetting, epitaxie en plasmareiniging).

Naarmate de halfgeleidertechnologie zich heeft ontwikkeld en veranderd, zijn ook de gassen die in het productieproces worden gebruikt, veranderd. Tegenwoordig gebruiken halfgeleiderfabrieken een breed scala aan gassen, van edelgassen zoalskryptonEnneontot reactieve soorten zoals stikstoftrifluoride (NF 3 ) en wolfraamhexafluoride (WF 6 ).

Groeiende vraag naar zuiverheid

Sinds de uitvinding van de eerste commerciële microchip heeft de wereld een verbluffende, bijna exponentiële prestatieverbetering van halfgeleiderapparaten meegemaakt. De afgelopen vijf jaar is een van de meest zekere manieren om dit soort prestatieverbetering te bereiken, 'size scaling' geweest: het verkleinen van de belangrijkste afmetingen van bestaande chiparchitecturen om meer transistors in een bepaalde ruimte te kunnen plaatsen. Daarnaast hebben de ontwikkeling van nieuwe chiparchitecturen en het gebruik van geavanceerde materialen geleid tot sprongen in de prestaties van apparaten.

Tegenwoordig zijn de kritische afmetingen van geavanceerde halfgeleiders zo klein dat schaalvergroting niet langer een haalbare manier is om de prestaties van apparaten te verbeteren. In plaats daarvan zoeken halfgeleideronderzoekers naar oplossingen in de vorm van nieuwe materialen en 3D-chiparchitecturen.

Decennia van onvermoeibare vernieuwing hebben ervoor gezorgd dat de huidige halfgeleiderapparaten veel krachtiger zijn dan de microchips van vroeger, maar ze zijn ook kwetsbaarder. De komst van 300mm-waferfabricagetechnologie heeft de mate van onzuiverheidscontrole die nodig is voor de productie van halfgeleiders verhoogd. Zelfs de kleinste verontreiniging in een productieproces (met name zeldzame of inerte gassen) kan leiden tot catastrofale apparatuurstoringen. Gaszuiverheid is daarom belangrijker dan ooit.

Voor een typische halfgeleiderfabriek is ultrahoogzuiver gas na silicium al de grootste materiaaluitgave. Deze kosten zullen naar verwachting alleen maar toenemen naarmate de vraag naar halfgeleiders tot nieuwe hoogten stijgt. De gebeurtenissen in Europa hebben de gespannen markt voor ultrahoogdruk-aardgas verder verstoord. Oekraïne is een van 's werelds grootste exporteurs van hoogzuivereneontekenen; de Russische invasie betekent dat de aanvoer van edelgas beperkt is. Dit leidde op zijn beurt tot tekorten en hogere prijzen van andere edelgassen, zoalskryptonEnxenon.