Az ultra-nagy tisztaságú (UHP) gázok a félvezetőipar éltető elemei. Mivel a példátlan kereslet és a globális ellátási láncok zavarai megnövelik az ultramagas nyomású gáz árát, az új félvezető-tervezési és -gyártási gyakorlatok növelik a szükséges szennyezés-szabályozás mértékét. A félvezetőgyártók számára az UHP gáz tisztaságának biztosítása fontosabb, mint valaha.

Az ultranagy tisztaságú (UHP) gázok abszolút kritikusak a modern félvezetőgyártásban

Az UHP-gáz egyik fő alkalmazása az inertizálás: az UHP-gázt arra használják, hogy védőatmoszférát biztosítsanak a félvezető alkatrészek körül, ezáltal megóvják azokat a nedvesség, oxigén és egyéb légköri szennyeződések káros hatásaitól. Az inertizálás azonban csak egy a sok különböző funkció közül, amelyeket a gázok végeznek a félvezetőiparban. A primer plazmagázoktól a maratáshoz és izzításhoz használt reaktív gázokig az ultranagy nyomású gázokat számos különböző célra használják, és elengedhetetlenek a félvezető ellátási láncban.

A félvezetőipar „mag” gázai közé tartoziknitrogén(általános tisztítószerként és inert gázként használják),argon(elsődleges plazmagázként használják maratási és leválasztási reakciókban),hélium(különleges hőátadó tulajdonságú inert gázként használják) éshidrogén(többszörös szerepet játszik az izzításban, leválasztásban, epitaxiában és plazmatisztításban).

Ahogy a félvezető technológia fejlődött és változott, úgy változtak a gyártási folyamatban használt gázok is. Napjainkban a félvezetőgyártó üzemek a gázok széles skáláját használják, kezdve a nemesgázoktól, mint plkriptonésneonreaktív anyagokhoz, például nitrogén-trifluoridhoz (NF 3 ) és volfrám-hexafluoridhoz (WF 6 ).

A tisztaság iránti növekvő igény

Az első kereskedelmi forgalomban kapható mikrochip feltalálása óta a világ elképesztő, közel exponenciális növekedésnek volt tanúja a félvezető eszközök teljesítményében. Az elmúlt öt évben az egyik legbiztosabb módja ennek a teljesítményjavításnak a „méretskálázás” volt: a meglévő chiparchitektúrák kulcsméreteinek csökkentése annak érdekében, hogy több tranzisztort szorítsanak egy adott térbe. Ezen túlmenően az új chiparchitektúrák fejlesztése és a legmodernebb anyagok használata ugrásszerűen megnövelte az eszközök teljesítményét.

Manapság az élvonalbeli félvezetők kritikus méretei már olyan kicsik, hogy a méretskálázás már nem járható út az eszköz teljesítményének javítására. Ehelyett a félvezetőkutatók újszerű anyagok és 3D chip architektúrák formájában keresnek megoldásokat.

A több évtizedes fáradhatatlan újratervezés azt jelenti, hogy a mai félvezető eszközök sokkal erősebbek, mint a régi mikrochipek – ugyanakkor törékenyebbek is. A 300 mm-es lapkagyártási technológia megjelenése megnövelte a félvezetőgyártáshoz szükséges szennyeződés-szabályozás szintjét. Még a legkisebb szennyeződés is a gyártási folyamat során (különösen a ritka vagy inert gázok) katasztrofális berendezés-meghibásodáshoz vezethet – ezért a gáz tisztasága most fontosabb, mint valaha.

Egy tipikus félvezetőgyártó üzemben az ultranagy tisztaságú gáz már a legnagyobb anyagköltség a szilícium után. Ezek a költségek várhatóan csak növekedni fognak, ahogy a félvezetők iránti kereslet új magasságokba emelkedik. Az európai események további fennakadásokat okoztak a feszült ultramagas nyomású földgázpiacon. Ukrajna a világ egyik legnagyobb nagy tisztaságú termékek exportőreneonjelek; Oroszország inváziója azt jelenti, hogy korlátozzák a ritkagáz-ellátást. Ez pedig más nemesgázok hiányához és magasabb árához vezetett, mint plkriptonésxenon.