Erittäin puhtaat (UHP) kaasut ovat puolijohdeteollisuuden elinehto. Ennennäkemättömän kysynnän ja globaalien toimitusketjujen häiriöiden nostaessa erittäin korkeapaineisen kaasun hintaa, uudet puolijohteiden suunnittelu- ja valmistuskäytännöt lisäävät tarvittavaa saasteiden torjuntaa. Puolijohdevalmistajille UHP-kaasun puhtauden varmistaminen on tärkeämpää kuin koskaan.

Erittäin puhtaat (UHP) kaasut ovat ehdottoman tärkeitä nykyaikaisessa puolijohdevalmistuksessa

Yksi UHP-kaasun pääkäyttötarkoituksista on inertointi: UHP-kaasua käytetään suojaavan ilmakehän luomiseen puolijohdekomponenttien ympärille, mikä suojaa niitä ilmakehän kosteuden, hapen ja muiden epäpuhtauksien haitallisilta vaikutuksilta. Inertointi on kuitenkin vain yksi monista eri toiminnoista, joita kaasut suorittavat puolijohdeteollisuudessa. Primaarisista plasmakaasuista etsauksessa ja hehkuttamisessa käytettyihin reaktiivisiin kaasuihin, erittäin korkeapaineisia kaasuja käytetään moniin eri tarkoituksiin, ja ne ovat välttämättömiä koko puolijohteiden toimitusketjussa.

Joitakin puolijohdeteollisuuden "ydin"kaasuja ovat mm.typpi(käytetään yleispuhdistus- ja inerttikaasuna),argoni(käytetään ensisijaisena plasmakaasuna etsaus- ja laskeumareaktioissa),helium(käytetään inerttinä kaasuna, jolla on erityiset lämmönsiirto-ominaisuudet) javety(toimii useissa tehtävissä hehkutuksessa, laskeutuksessa, epitaksiassa ja plasmapuhdistuksessa).

Puolijohdeteknologian kehittyessä ja muuttuessa myös valmistusprosessissa käytettävät kaasut ovat muuttuneet. Nykyään puolijohdetehtaissa käytetään monenlaisia ​​kaasuja jalokaasuista, kutenkryptonjaneonreaktiivisiin lajeihin, kuten typpitrifluoridiin (NF3) ja volframiheksafluoridiin (WF6).

Kasvava kysyntä puhtaudelle

Ensimmäisen kaupallisen mikrosirun keksimisestä lähtien maailma on nähnyt puolijohdelaitteiden suorituskyvyn hämmästyttävän, lähes eksponentiaalisen kasvun. Viimeisten viiden vuoden aikana yksi varmimmista tavoista saavuttaa tällainen suorituskyvyn parannus on ollut "koon skaalaus": olemassa olevien siruarkkitehtuurien keskeisten mittojen pienentäminen, jotta tiettyyn tilaan mahtuu enemmän transistoreita. Tämän lisäksi uusien siruarkkitehtuurien kehittäminen ja huippuluokan materiaalien käyttö ovat tuottaneet harppauksia laitteiden suorituskyvyssä.

Nykyään huippuluokan puolijohteiden kriittiset mitat ovat niin pieniä, että koon skaalaaminen ei ole enää mahdollinen tapa parantaa laitteiden suorituskykyä. Sen sijaan puolijohdetutkijat etsivät ratkaisuja uusien materiaalien ja 3D-siruarkkitehtuurien muodossa.

Vuosikymmenten väsymätön uudelleensuunnittelu tarkoittaa, että nykypäivän puolijohdelaitteet ovat paljon tehokkaampia kuin vanhat mikrosirut – mutta ne ovat myös hauraampia. 300 mm:n kiekkojen valmistustekniikan tulo on lisännyt puolijohdevalmistuksessa vaadittavan epäpuhtauksien hallinnan tasoa. Pieninkin kontaminaatio valmistusprosessissa (erityisesti harvinaiset tai inertit kaasut) voi johtaa katastrofaalisiin laitevaurioihin – joten kaasun puhtaus on nyt tärkeämpää kuin koskaan.

Tyypilliselle puolijohdetehtaalle erittäin puhdas kaasu on jo nyt suurin materiaalikustannuserä piin jälkeen. Näiden kustannusten odotetaan vain kasvavan puolijohteiden kysynnän noustessa uusiin huippuihin. Euroopan tapahtumat ovat aiheuttaneet lisähäiriöitä jännittyneille erittäin korkeapaineisille maakaasumarkkinoille. Ukraina on yksi maailman suurimmista erittäin puhtaan kaasun viejistä.neonmerkkejä; Venäjän hyökkäys tarkoittaa, että jalokaasun tarjontaa rajoitetaan. Tämä puolestaan ​​johti muiden jalokaasujen, kutenkryptonjaksenon.