گازهای خلوص فوق العاده بلند (UHP) خون حیات صنعت نیمه هادی است. از آنجا که تقاضای و اختلال بی سابقه ای برای زنجیره های تأمین جهانی باعث افزایش قیمت گاز فوق العاده بالا می شود ، طراحی جدید نیمه هادی و شیوه های تولید باعث افزایش سطح کنترل آلودگی مورد نیاز می شود. برای تولید کنندگان نیمه هادی ، قادر به اطمینان از خلوص گاز UHP از همیشه مهمتر است.

گازهای فوق العاده بالا (UHP) در ساخت نیمه هادی مدرن کاملاً مهم هستند

یکی از اصلی ترین کاربردهای گاز UHP بی تحرکی است: از گاز UHP برای تأمین فضای محافظتی در اطراف اجزای نیمه هادی استفاده می شود و از این طریق آنها را از اثرات مضر رطوبت ، اکسیژن و سایر آلاینده ها در جو محافظت می کند. با این حال ، عدم تحرک فقط یکی از بسیاری از کارکردهای مختلف است که گازها در صنعت نیمه هادی انجام می دهند. از گازهای اولیه پلاسما گرفته تا گازهای واکنشی مورد استفاده در اچینگ و بازپخت ، از گازهای فشار فوق العاده بالا برای اهداف مختلف استفاده می شود و در طول زنجیره تأمین نیمه هادی ضروری است.

برخی از گازهای "اصلی" در صنعت نیمه هادی شامل می شوندنیتروژن(به عنوان یک گاز تمیز کننده و بی اثر استفاده می شود) ،آرگون(به عنوان گاز اصلی پلاسما در واکنش های اچینگ و رسوب استفاده می شود) ،هلیوم(به عنوان یک گاز بی اثر با خاصیت انتقال گرما استفاده می شود) وهیدروژن(نقش های مختلفی را در بازپخت ، رسوب ، اپی توپ و تمیز کردن پلاسما ایفا می کند).

با تکامل و تغییر فن آوری نیمه هادی ، گازهای مورد استفاده در فرآیند تولید نیز وجود دارد. امروزه گیاهان تولید نیمه هادی از طیف گسترده ای از گازها استفاده می کنند ، از گازهای نجیب مانندکریپتونوتنئونبه گونه های واکنشی مانند تری فلوئورید نیتروژن (NF 3) و تنگستن هگزا فلوراید (WF 6).

تقاضای رو به رشد برای خلوص

از زمان اختراع اولین میکروچیپ تجاری ، جهان شاهد افزایش حیرت انگیز تقریباً گسترده در عملکرد دستگاه های نیمه هادی بوده است. در طول پنج سال گذشته ، یکی از مطمئن ترین راه های دستیابی به این نوع بهبود عملکرد از طریق "مقیاس بندی اندازه" بوده است: کاهش ابعاد کلیدی معماری های تراشه موجود به منظور فشار دادن ترانزیستورهای بیشتر در یک فضای معین. علاوه بر این ، توسعه معماری های جدید تراشه و استفاده از مواد برش ، جهش در عملکرد دستگاه ایجاد کرده است.

امروزه ، ابعاد بحرانی نیمه هادی های برش در حال حاضر چنان اندک است که مقیاس بندی اندازه دیگر راهی مناسب برای بهبود عملکرد دستگاه نیست. در عوض ، محققان نیمه هادی به دنبال راه حل هایی در قالب مواد جدید و معماری تراشه های سه بعدی هستند.

دهه های طراحی مجدد خستگی ناپذیر به این معنی است که دستگاه های نیمه هادی امروز بسیار قدرتمندتر از میکروچیپ های قدیمی هستند - اما آنها نیز شکننده تر هستند. ظهور فناوری ساخت ویفر 300 میلی متر سطح کنترل ناخالصی مورد نیاز برای تولید نیمه هادی را افزایش داده است. حتی کوچکترین آلودگی در یک فرآیند تولید (به ویژه گازهای نادر یا بی اثر) می تواند منجر به خرابی تجهیزات فاجعه بار شود - بنابراین خلوص گاز اکنون مهمتر از همیشه است.

برای یک کارخانه ساخت نیمه هادی معمولی ، گاز فوق العاده بالا در حال حاضر بزرگترین هزینه مواد پس از خود سیلیکون است. انتظار می رود این هزینه ها با افزایش تقاضا برای نیمه هادی ها به ارتفاعات جدید افزایش یابد. وقایع در اروپا باعث ایجاد اختلال اضافی در بازار گاز طبیعی فشار فوق العاده شدید شده است. اوکراین یکی از بزرگترین صادرکنندگان در جهان استنئونعلائم تهاجم روسیه به معنای محدود شدن منابع گاز نادر است. این به نوبه خود منجر به کمبود و قیمت بالاتر گازهای شریف دیگر مانندکریپتونوتزنون.