Gasser med ultrahøj renhed (UHP) er livsnerven i halvlederindustrien. Da en hidtil uset efterspørgsel og forstyrrelser i globale forsyningskæder presser prisen på ultrahøjtryksgas op, øger ny halvlederdesign og fremstillingspraksis det nødvendige niveau af forureningskontrol. For halvlederproducenter er det vigtigere end nogensinde at kunne sikre renheden af ​​UHP-gas.

Gasser med ultrahøj renhed (UHP) er absolut kritiske i moderne halvlederfremstilling

En af de vigtigste anvendelser af UHP-gas er inertisering: UHP-gas bruges til at give 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 en af ​​mange forskellige funktioner, som gasser udfører i halvlederindustrien. Fra primære plasmagasser til reaktive gasser, der anvendes til ætsning og udglødning, bruges ultrahøjtryksgasser til mange forskellige formål og er essentielle i hele halvlederforsyningskæden.

Nogle af "kerne" gasserne i halvlederindustrien omfatternitrogen(bruges som generel rengøring og inert gas),argon(bruges som den primære plasmagas i ætsnings- og aflejringsreaktioner),helium(anvendes som en inert gas med særlige varmeoverførselsegenskaber) 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 bruges i fremstillingsprocessen, også gjort det. I dag anvender halvlederfabrikker en lang række gasser, lige fra ædelgasser som f.eks.kryptonogneontil reaktive arter såsom nitrogentrifluorid (NF 3 ) og wolframhexafluorid (WF 6 ).

Stigende efterspørgsel efter renhed

Siden opfindelsen af ​​den første kommercielle mikrochip har verden været vidne til en forbløffende næsten eksponentiel stigning i ydeevnen af ​​halvlederenheder. I løbet af de sidste fem år har en af ​​de sikreste måder at opnå denne form for forbedring af ydeevnen været gennem "størrelsesskalering": at reducere nøgledimensioner af eksisterende chiparkitekturer for at presse flere transistorer ind i et givet rum. Ud over dette har udviklingen af ​​nye chiparkitekturer og brugen af ​​banebrydende materialer givet spring i enhedens ydeevne.

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

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

For et typisk halvlederfabrikationsanlæg er gas med ultrahøj renhed allerede den største materialeudgift efter silicium selv. Disse omkostninger forventes kun at stige, efterhånden som efterspørgslen efter halvledere stiger til nye højder. Begivenheder i Europa har forårsaget yderligere forstyrrelser på det spændte naturgasmarked med ultrahøjt tryk. Ukraine er en af ​​verdens største eksportører af høj renhedneontegn; Ruslands invasion betyder, at forsyningerne af den sjældne gas bliver begrænset. Det førte igen til mangel og højere priser på andre ædelgasser som f.ekskryptonogxenon.