Plyny s ultra vysokou čistotou (UHP) jsou mízou pro průmysl polovodičů. Vzhledem k tomu, že bezprecedentní poptávka a narušení globálních dodavatelských řetězců tlačí nahoru cenu plynu s ultravysokým tlakem, nový design polovodičů a výrobní postupy zvyšují úroveň potřebné kontroly znečištění. Pro výrobce polovodičů je schopnost zajistit čistotu UHP plynu důležitější než kdy jindy.

Plyny s ultra vysokou čistotou (UHP) jsou v moderní výrobě polovodičů naprosto kritické

Jednou z hlavních aplikací UHP plynu je inertizace: UHP plyn se používá k vytvoření ochranné atmosféry kolem polovodičových součástek, čímž je chrání před škodlivými účinky vlhkosti, kyslíku a dalších nečistot v atmosféře. Inertizace je však jen jednou z mnoha různých funkcí, které plyny plní v polovodičovém průmyslu. Od primárních plazmových plynů až po reaktivní plyny používané při leptání a žíhání se plyny o velmi vysokém tlaku používají k mnoha různým účelům a jsou nezbytné v celém dodavatelském řetězci polovodičů.

Některé z „jádrových“ plynů v polovodičovém průmyslu zahrnujídusík(používá se jako obecný čisticí a inertní plyn),argon(používá se jako primární plazmový plyn při leptacích a depozičních reakcích),hélium(používá se jako inertní plyn se speciálními vlastnostmi přenosu tepla) avodík(hraje více rolí při žíhání, nanášení, epitaxi a plazmovém čištění).

Tak, jak se vyvíjela a měnila technologie polovodičů, mění se i plyny používané ve výrobním procesu. Závody na výrobu polovodičů dnes používají širokou škálu plynů, od vzácných plynů jako napřkryptonaneonna reaktivní látky, jako je fluorid dusitý (NF 3 ) a hexafluorid wolframu (WF 6 ).

Rostoucí poptávka po čistotě

Od vynálezu prvního komerčního mikročipu byl svět svědkem ohromujícího téměř exponenciálního nárůstu výkonu polovodičových součástek. Během posledních pěti let bylo jedním z nejjistějších způsobů, jak dosáhnout tohoto druhu zlepšení výkonu, „škálování velikosti“: zmenšení klíčových rozměrů stávajících architektur čipů, aby se do daného prostoru vtěsnalo více tranzistorů. Kromě toho vývoj nových architektur čipů a použití špičkových materiálů přineslo skoky ve výkonu zařízení.

Dnes jsou kritické rozměry špičkových polovodičů tak malé, že škálování velikosti již není schůdným způsobem, jak zlepšit výkon zařízení. Místo toho hledají výzkumníci v oblasti polovodičů řešení v podobě nových materiálů a 3D architektur čipů.

Desítky let neúnavného přepracování znamenají, že dnešní polovodičová zařízení jsou mnohem výkonnější než staré mikročipy – ale jsou také křehčí. Nástup technologie výroby 300mm waferů zvýšil úroveň kontroly nečistot vyžadovanou pro výrobu polovodičů. I sebemenší kontaminace ve výrobním procesu (zejména vzácné nebo inertní plyny) může vést ke katastrofálnímu selhání zařízení – takže čistota plynu je nyní důležitější než kdy jindy.

Pro typickou továrnu na výrobu polovodičů je plyn o velmi vysoké čistotě již po samotném křemíku největším materiálovým nákladem. Očekává se, že tyto náklady porostou pouze s tím, jak poptávka po polovodičích poroste do nových výšin. Události v Evropě způsobily další narušení napjatého trhu se zemním plynem pod ultravysokým tlakem. Ukrajina je jedním z největších světových vývozců vysoce čistého zbožíneonznamení; Ruská invaze znamená, že dodávky vzácného plynu jsou omezeny. To následně vedlo k nedostatku a vyšším cenám dalších vzácných plynů jako napřkryptonaxenon.