Ultrahoge zuiverheid (UHP)-gassen zijn de levensader van de halfgeleiderindustrie.Terwijl een ongekende vraag en verstoringen in de wereldwijde toeleveringsketens de prijs van gas onder ultrahoge druk opdrijven, verhogen nieuwe ontwerp- en productiemethoden voor halfgeleiders het vereiste niveau van verontreinigingsbeheersing.Voor fabrikanten van halfgeleiders is het belangrijker dan ooit om de zuiverheid van UHP-gas te kunnen waarborgen.

UHP-gassen (Ultra High Purity) zijn absoluut cruciaal in de moderne productie van halfgeleiders

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

Enkele van de "kerngassen" in de halfgeleiderindustrie omvattenstikstof(gebruikt als algemeen reinigings- en inert gas),argon(gebruikt als het primaire 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 is geëvolueerd en veranderd, hebben ook de gassen die in het fabricageproces worden gebruikt.Tegenwoordig gebruiken fabrieken voor halfgeleiders een breed scala aan gassen, van edelgassen zoalskryptonEnneontot reactieve verbindingen zoals stikstoftrifluoride (NF 3 ) en wolfraamhexafluoride (WF 6 ).

Groeiende vraag naar zuiverheid

Sinds de uitvinding van de eerste commerciële microchip is de wereld getuige geweest van een verbazingwekkende, bijna exponentiële toename in de prestaties van halfgeleiderapparaten.In de afgelopen vijf jaar was een van de zekerste manieren om dit soort prestatieverbeteringen te bereiken, "size scaling": het verkleinen van de belangrijkste afmetingen van bestaande chiparchitecturen om meer transistors in een bepaalde ruimte te persen.Daarnaast hebben de ontwikkeling van nieuwe chiparchitecturen en het gebruik van geavanceerde materialen geleid tot grote sprongen in de prestaties van het apparaat.

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

Tientallen jaren van onvermoeibaar herontwerp hebben ertoe geleid dat de halfgeleiderapparaten van vandaag veel krachtiger zijn dan de microchips van weleer, maar ze zijn ook kwetsbaarder.De komst van 300 mm-waferfabricagetechnologie heeft het niveau van onzuiverheidsbeheersing verhoogd dat nodig is voor de productie van halfgeleiders.Zelfs de kleinste verontreiniging in een productieproces (vooral zeldzame of inerte gassen) kan leiden tot catastrofale uitval van apparatuur - dus gaszuiverheid is nu belangrijker dan ooit.

Voor een typische fabriek voor de fabricage van halfgeleiders is gas met ultrahoge zuiverheid al de grootste materiaalkosten na silicium zelf.Deze kosten zullen naar verwachting alleen maar toenemen naarmate de vraag naar halfgeleiders naar nieuwe hoogten stijgt.Gebeurtenissen in Europa hebben geleid tot extra verstoring van de gespannen ultrahogedrukaardgasmarkt.Oekraïne is een van 's werelds grootste exporteurs van zeer zuivereneontekens;Door de invasie van Rusland wordt de toevoer van het edelgas beperkt.Dit leidde weer tot tekorten en hogere prijzen van andere edelgassen zoalskryptonEnxenon.