Ultrahøjrenhedsgasser (UHP) er livsnerven i halvlederindustriens industri. I takt med at en hidtil uset efterspørgsel og forstyrrelser i globale forsyningskæder presser prisen på ultrahøjtryksgas op, øger nye design- og fremstillingspraksisser for halvledere det nødvendige niveau af forureningskontrol. For halvlederproducenter er det vigtigere end nogensinde at kunne sikre renheden af ​​UHP-gas.

Ultrahøj renhed (UHP) gasser er absolut afgørende i moderne halvlederproduktion

En af de vigtigste anvendelser af UHP-gas er inertisering: UHP-gas bruges til at skabe en beskyttende atmosfære omkring halvlederkomponenter og derved beskytte dem mod de skadelige virkninger af fugt, ilt og andre forurenende stoffer i atmosfæren. Inertisering er dog blot én af mange forskellige funktioner, som gasser udfører i halvlederindustrien. Fra primære plasmagasser til reaktive gasser, der anvendes i ætsning og udglødning, anvendes ultrahøjtryksgasser til mange forskellige formål og er essentielle i hele halvlederforsyningskæden.

Nogle af "kerne"-gasserne i halvlederindustrien omfatterkvælstof(bruges som generel rengørings- og inert gas),argon(bruges som den primære plasmagas i ætsnings- og aflejringsreaktioner),helium(bruges som en inert gas med særlige varmeoverføringsegenskaber) ogbrint(spiller flere roller i udglødning, aflejring, epitaksi og plasmarensning).

I takt med at halvlederteknologien har udviklet sig og ændret sig, har de gasser, der anvendes i fremstillingsprocessen, også ændret sig. I dag bruger halvlederfabrikker en bred vifte af gasser, lige fra ædelgasser som f.eks.kryptonogneontil reaktive stoffer såsom nitrogentrifluorid (NF3) og wolframhexafluorid (WF6).

Voksende efterspørgsel efter renhed

Siden opfindelsen af ​​den første kommercielle mikrochip har verden oplevet en forbløffende næsten eksponentiel stigning i halvlederkomponenters ydeevne. I løbet af de sidste fem år har en af ​​de sikreste måder at opnå denne form for ydeevneforbedring været gennem "størrelsesskalering": at reducere nøgledimensioner af eksisterende chiparkitekturer for at presse flere transistorer ind på et givet område. Derudover har udviklingen af ​​nye chiparkitekturer og brugen af ​​banebrydende materialer medført store fremskridt i komponentens ydeevne.

I dag er de kritiske dimensioner af banebrydende halvledere så små, at størrelsesskalering ikke længere er en brugbar måde at forbedre enheders ydeevne på. I stedet leder halvlederforskere efter løsninger i form af nye materialer og 3D-chiparkitekturer.

Årtiers utrættelige redesign betyder, at nutidens halvlederkomponenter er langt kraftigere end de gamle mikrochips – men de er også mere skrøbelige. Fremkomsten af ​​300 mm waferfremstillingsteknologi har øget niveauet af urenhedskontrol, der kræves til halvlederfremstilling. Selv den mindste forurening i en fremstillingsproces (især sjældne eller inerte gasser) kan føre til katastrofale udstyrsfejl – så gasrenhed er nu vigtigere end nogensinde.

For en typisk halvlederfabrik er ultrahøjrent gas allerede den største materialeudgift efter selve silicium. Disse omkostninger forventes kun at stige i takt med at efterspørgslen efter halvledere stiger til nye højder. Begivenheder i Europa har forårsaget yderligere forstyrrelser på det anspændte marked for ultrahøjtryksnaturgas. Ukraine er en af ​​verdens største eksportører af højrent gas.neontegn; Ruslands invasion betyder, at forsyningerne af den ædle gas er begrænsede. Dette førte igen til mangel på og højere priser på andre ædelgasser såsomkryptonogxenon.