گازهای با خلوص فوق العاده بالا (UHP) شریان حیاتی صنعت نیمه هادی هستند. از آنجایی که تقاضای بی‌سابقه و اختلال در زنجیره‌های تامین جهانی قیمت گاز فوق‌العاده پرفشار را افزایش می‌دهد، طراحی و شیوه‌های ساخت نیمه‌رسانای جدید سطح کنترل آلودگی مورد نیاز را افزایش می‌دهد. برای تولیدکنندگان نیمه هادی، اطمینان از خلوص گاز UHP بیش از هر زمان دیگری مهم است.

گازهای با خلوص فوق العاده بالا (UHP) در تولید نیمه هادی مدرن کاملاً حیاتی هستند

یکی از کاربردهای اصلی گاز UHP اینرتیزاسیون است: گاز UHP برای ایجاد اتمسفر محافظ در اطراف اجزای نیمه هادی استفاده می شود و در نتیجه آنها را از اثرات مضر رطوبت، اکسیژن و سایر آلاینده های موجود در جو محافظت می کند. با این حال، اینرسی کردن تنها یکی از بسیاری از عملکردهای متفاوتی است که گازها در صنعت نیمه هادی انجام می دهند. از گازهای پلاسما اولیه گرفته تا گازهای راکتیو مورد استفاده در حکاکی و بازپخت، گازهای فوق فشار بالا برای اهداف مختلفی استفاده می شوند و در سراسر زنجیره تامین نیمه هادی ها ضروری هستند.

برخی از گازهای هسته ای در صنعت نیمه هادی عبارتند ازنیتروژن(به عنوان یک پاک کننده عمومی و گاز بی اثر استفاده می شود)آرگون(به عنوان گاز اولیه پلاسما در واکنش های اچ و رسوب استفاده می شود)هلیوم(به عنوان گاز خنثی با خواص ویژه انتقال حرارت استفاده می شود) وهیدروژن(نقش های متعددی در بازپخت، رسوب، اپیتاکسی و تمیز کردن پلاسما ایفا می کند).

همانطور که فناوری نیمه هادی ها تکامل یافته و تغییر کرده است، گازهای مورد استفاده در فرآیند تولید نیز تغییر کرده اند. امروزه کارخانه های تولید نیمه هادی از طیف وسیعی از گازها از گازهای نجیب مانندکریپتونونئونبه گونه های فعال مانند تری فلوراید نیتروژن (NF 3 ) و هگزا فلوراید تنگستن (WF 6 ).

تقاضای فزاینده برای خلوص

از زمان اختراع اولین ریزتراشه تجاری، جهان شاهد افزایش حیرت‌انگیز تقریباً تصاعدی در عملکرد دستگاه‌های نیمه‌رسانا بوده است. طی پنج سال گذشته، یکی از مطمئن‌ترین راه‌ها برای دستیابی به این نوع بهبود عملکرد، «مقیاس‌سازی اندازه» بوده است: کاهش ابعاد کلیدی معماری‌های تراشه‌های موجود به منظور فشرده کردن ترانزیستورهای بیشتر در یک فضای معین. علاوه بر این، توسعه معماری‌های جدید تراشه و استفاده از مواد پیشرفته، جهش‌هایی در عملکرد دستگاه ایجاد کرده است.

امروزه ابعاد بحرانی نیمه هادی های پیشرفته اکنون به قدری کوچک هستند که مقیاس بندی اندازه دیگر روشی 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.

دهه‌ها طراحی مجدد خستگی‌ناپذیر به این معنی است که دستگاه‌های نیمه‌رسانای امروزی بسیار قوی‌تر از ریزتراشه‌های قدیمی هستند - اما همچنین شکننده‌تر هستند. ظهور تکنولوژی ساخت ویفر 300 میلی متری سطح کنترل ناخالصی مورد نیاز برای تولید نیمه هادی ها را افزایش داده است. حتی کوچکترین آلودگی در فرآیند تولید (به ویژه گازهای کمیاب یا بی اثر) می تواند منجر به خرابی فاجعه بار تجهیزات شود - بنابراین خلوص گاز اکنون بیش از هر زمان دیگری مهم است.

برای یک کارخانه تولید نیمه هادی معمولی، گاز با خلوص فوق العاده بالا در حال حاضر بزرگترین هزینه مواد بعد از خود سیلیکون است. انتظار می رود این هزینه ها تنها با افزایش تقاضا برای نیمه هادی ها به ارتفاعات جدید افزایش یابد. رویدادهای اروپا باعث ایجاد اختلال بیشتر در بازار پرتنش گاز طبیعی فوق فشار قوی شده است. اوکراین یکی از بزرگترین صادرکنندگان مواد با خلوص بالا در جهان استنئوننشانه ها تهاجم روسیه به این معنی است که عرضه گاز کمیاب محدود شده است. این به نوبه خود منجر به کمبود و افزایش قیمت سایر گازهای نجیب مانندکریپتونوزنون.