Nel 2018, il mercato globale dei gas elettronici per circuiti integrati ha raggiunto i 4,512 miliardi di dollari, con un incremento del 16% rispetto all'anno precedente. L'elevato tasso di crescita del settore dei gas elettronici speciali per semiconduttori e le enormi dimensioni del mercato hanno accelerato il piano di sostituzione nazionale dei gas elettronici speciali!
Che cos'è il gas di elettroni?
Il gas elettronico si riferisce al materiale di base utilizzato nella produzione di semiconduttori, display a schermo piatto, diodi a emissione di luce, celle solari e altri prodotti elettronici, ed è ampiamente utilizzato in processi di pulizia, incisione, formazione di film, drogaggio e altri ancora. I principali settori di applicazione del gas elettronico includono l'industria elettronica, le celle solari, le comunicazioni mobili, i sistemi di navigazione e audio-video per auto, l'industria aerospaziale, l'industria militare e molti altri campi.
I gas speciali per l'elettronica possono essere suddivisi in sette categorie in base alla loro composizione chimica: silicio, arsenico, fosforo, boro, idruri metallici, alogenuri e alcossidi metallici. In base ai diversi metodi di applicazione nei circuiti integrati, possono essere suddivisi in gas di drogaggio, gas di epitassia, gas di impiantazione ionica, gas per diodi a emissione di luce (LED), gas di incisione, gas per deposizione chimica da fase vapore (CVD) e gas di bilanciamento. Nell'industria dei semiconduttori vengono utilizzati oltre 110 gas speciali, di cui più di 30 sono di uso comune.
In generale, l'industria della produzione di semiconduttori suddivide i gas in due tipologie: gas comuni e gas speciali. Tra questi, i gas comuni sono quelli forniti da un sistema centralizzato e utilizzati in grandi quantità, come N2, H2, O2, Ar, He, ecc. I gas speciali, invece, sono gas chimici impiegati nei processi di produzione dei semiconduttori, ad esempio per l'estensione, l'iniezione di ioni, la miscelazione, il lavaggio e la formazione delle maschere. Questi sono quelli che oggi chiamiamo gas speciali per l'elettronica, come SiH4, PH3, AsH3, B2H6, N2O, NH3, SF6, NF3, CF4, BCl3, BF3, HCl, Cl2, ecc. ad elevata purezza.
Nell'intero processo produttivo dell'industria dei semiconduttori, dalla crescita dei chip al confezionamento finale del dispositivo, quasi ogni fase è inseparabile dai gas elettronici speciali, e la varietà di gas utilizzati e gli elevati requisiti di qualità, quindi i gas elettronici sono "alimentari" per i materiali dei semiconduttori.
Negli ultimi anni, la Cina ha incrementato la propria capacità produttiva nel settore dei componenti elettronici, come semiconduttori e pannelli per display, generando una forte domanda di sostituzione delle importazioni di materiali chimici per l'elettronica. Il ruolo dei gas elettronici nell'industria dei semiconduttori ha assunto un'importanza sempre maggiore, e si prevede una rapida crescita del settore.
I gas speciali per l'elettronica hanno requisiti di purezza molto elevati, perché se la purezza non è all'altezza dei requisiti, i gruppi di impurità come il vapore acqueo e l'ossigeno presenti nel gas speciale per l'elettronica possono facilmente formare una pellicola di ossido sulla superficie dei semiconduttori, compromettendo la durata di vita dei dispositivi elettronici. Inoltre, le particelle di impurità presenti nel gas speciale per l'elettronica possono causare cortocircuiti e danni ai circuiti dei semiconduttori. Si può affermare che il miglioramento della purezza riveste un ruolo fondamentale nella resa e nelle prestazioni della produzione di dispositivi elettronici.
Con il continuo sviluppo dell'industria dei semiconduttori, il processo di fabbricazione dei chip continua a migliorare, raggiungendo ora i 5 nm, un valore prossimo al limite della Legge di Moore, equivalente a un ventesimo del diametro di un capello umano (circa 0,1 mm). Ciò impone quindi requisiti ancora più stringenti in termini di purezza del gas speciale utilizzato per la produzione dei semiconduttori.
Data di pubblicazione: 15 dicembre 2021
