I gas ad altissima purezza (UHP) sono la linfa vitale dell'industria dei semiconduttori.Poiché la domanda senza precedenti e le interruzioni delle catene di approvvigionamento globali fanno aumentare il prezzo del gas ad altissima pressione, le nuove pratiche di progettazione e produzione di semiconduttori stanno aumentando il livello di controllo dell'inquinamento necessario.Per i produttori di semiconduttori, essere in grado di garantire la purezza del gas UHP è più importante che mai.

I gas ad altissima purezza (UHP) sono assolutamente fondamentali nella moderna produzione di semiconduttori

Una delle principali applicazioni del gas UHP è l'inertizzazione: il gas UHP viene utilizzato per fornire un'atmosfera protettiva attorno ai componenti semiconduttori, proteggendoli così dagli effetti dannosi di umidità, ossigeno e altri contaminanti nell'atmosfera.Tuttavia, l'inertizzazione è solo una delle molte diverse funzioni che i gas svolgono nell'industria dei semiconduttori.Dai gas di plasma primari ai gas reattivi utilizzati nell'incisione e nella ricottura, i gas ad altissima pressione vengono utilizzati per molti scopi diversi e sono essenziali in tutta la catena di fornitura dei semiconduttori.

Alcuni dei gas "core" nell'industria dei semiconduttori includonoazoto(usato come pulizia generale e gas inerte),argon(utilizzato come gas plasma primario nelle reazioni di attacco e deposizione),elio(utilizzato come gas inerte con speciali proprietà di trasferimento del calore) eidrogeno(svolge molteplici ruoli nella ricottura, deposizione, epitassia e pulizia al plasma).

Man mano che la tecnologia dei semiconduttori si è evoluta e cambiata, anche i gas utilizzati nel processo di produzione sono cambiati.Oggi, gli impianti di produzione di semiconduttori utilizzano un'ampia gamma di gas, dai gas nobili comekryptonEneona specie reattive come il trifluoruro di azoto (NF 3 ) e l'esafluoruro di tungsteno (WF 6 ).

Crescente richiesta di purezza

Dall'invenzione del primo microchip commerciale, il mondo ha assistito a un sorprendente aumento quasi esponenziale delle prestazioni dei dispositivi a semiconduttore.Negli ultimi cinque anni, uno dei modi più sicuri per ottenere questo tipo di miglioramento delle prestazioni è stato attraverso il "size scaling": ridurre le dimensioni chiave delle architetture di chip esistenti per inserire più transistor in un dato spazio.Inoltre, lo sviluppo di nuove architetture di chip e l'uso di materiali all'avanguardia hanno prodotto balzi nelle prestazioni del dispositivo.

Oggi, le dimensioni critiche dei semiconduttori all'avanguardia sono così ridotte che il ridimensionamento delle dimensioni non è più un modo praticabile per migliorare le prestazioni dei dispositivi.Invece, i ricercatori di semiconduttori sono alla ricerca di soluzioni sotto forma di nuovi materiali e architetture di chip 3D.

Decenni di instancabile riprogettazione significano che i dispositivi a semiconduttore di oggi sono molto più potenti dei microchip di un tempo, ma sono anche più fragili.L'avvento della tecnologia di fabbricazione di wafer da 300 mm ha aumentato il livello di controllo delle impurità richiesto per la produzione di semiconduttori.Anche la minima contaminazione in un processo di produzione (soprattutto gas rari o inerti) può portare a guasti catastrofici delle apparecchiature, quindi la purezza del gas è ora più importante che mai.

Per un tipico impianto di fabbricazione di semiconduttori, il gas ad altissima purezza è già la più grande spesa di materiale dopo il silicio stesso.Si prevede che questi costi aumenteranno solo man mano che la domanda di semiconduttori raggiungerà nuovi livelli.Gli eventi in Europa hanno causato ulteriori interruzioni al teso mercato del gas naturale ad altissima pressione.L'Ucraina è uno dei maggiori esportatori mondiali di prodotti ad alta purezzaneonsegni;L'invasione della Russia significa che le forniture del gas raro sono limitate.Ciò a sua volta ha portato a carenze e prezzi più elevati di altri gas nobili comekryptonExeno.