I gas ad altissima purezza (UHP) sono la linfa vitale dell'industria dei semiconduttori. Con una domanda senza precedenti e interruzioni delle catene di approvvigionamento globali che fanno lievitare il prezzo dei gas ad altissima pressione, le nuove pratiche di progettazione e produzione dei semiconduttori impongono un livello sempre maggiore di controllo dell'inquinamento. Per i produttori di semiconduttori, garantire la purezza dei 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 dei gas UHP è l'inertizzazione: i gas UHP vengono utilizzati per creare un'atmosfera protettiva attorno ai componenti a semiconduttore, proteggendoli così dagli effetti dannosi dell'umidità, dell'ossigeno e di altri contaminanti presenti nell'atmosfera. Tuttavia, l'inertizzazione è solo una delle tante funzioni svolte dai gas nell'industria dei semiconduttori. Dai gas plasma primari ai gas reattivi utilizzati nei processi di incisione e ricottura, i gas ad altissima pressione trovano impiego in molteplici ambiti e sono essenziali lungo tutta la catena di fornitura dei semiconduttori.

Alcuni dei gas “essenziali” nell’industria dei semiconduttori includonoazoto(utilizzato come gas inerte e per la pulizia generale),argon(utilizzato come gas plasma primario nelle reazioni di incisione e deposizione),elio(utilizzato come gas inerte con speciali proprietà di trasferimento del calore) eidrogeno(svolge molteplici ruoli nei processi di ricottura, deposizione, epitassia e pulizia al plasma).

Con l'evoluzione e il cambiamento della tecnologia dei semiconduttori, sono cambiati anche i gas utilizzati nel processo di produzione. Oggi, gli impianti di produzione di semiconduttori utilizzano una vasta gamma di gas, dai gas nobili comekryptonEneona specie reattive come il trifluoruro di azoto (NF₃) e l'esafluoruro di tungsteno (WF₆).

Domanda crescente 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 metodi più efficaci per ottenere questo tipo di miglioramento delle prestazioni è stato il "size scaling": la riduzione delle dimensioni chiave delle architetture dei chip esistenti al fine di inserire un maggior numero di transistor in uno spazio dato. Oltre a ciò, lo sviluppo di nuove architetture di chip e l'utilizzo di materiali all'avanguardia hanno prodotto notevoli progressi nelle prestazioni dei dispositivi.

Oggi, le dimensioni critiche dei semiconduttori di ultima generazione sono talmente ridotte che la miniaturizzazione non è più una strategia praticabile per migliorare le prestazioni dei dispositivi. I ricercatori nel campo dei semiconduttori sono quindi alla ricerca di soluzioni sotto forma di nuovi materiali e architetture di chip 3D.

Decenni di instancabile riprogettazione hanno reso i dispositivi a semiconduttore odierni molto più potenti dei microchip di un tempo, ma 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 produttivo (soprattutto gas rari o inerti) può portare a guasti catastrofici delle apparecchiature, quindi la purezza dei gas è ora più importante che mai.

Per un tipico impianto di fabbricazione di semiconduttori, il gas ad altissima purezza è già la spesa maggiore dopo il silicio stesso. Si prevede che questi costi aumenteranno ulteriormente con l'aumento vertiginoso della domanda di semiconduttori. Gli eventi in Europa hanno causato ulteriori perturbazioni nel già teso mercato del gas naturale ad altissima pressione. L'Ucraina è uno dei maggiori esportatori mondiali di gas ad alta purezza.neonsegni; l'invasione della Russia significa che le forniture di gas raro sono limitate. Ciò a sua volta ha portato a carenze e prezzi più alti di altri gas nobili comekryptonExeno.