Los gases de pureza ultraalta (UHP) son el elemento vital de la industria de los semiconductores. A medida que una demanda sin precedentes y las interrupciones en las cadenas de suministro globales hacen subir el precio del gas a presión ultraalta, las nuevas prácticas de diseño y fabricación de semiconductores están aumentando el nivel de control de la contaminación necesario. Para los fabricantes de semiconductores, poder garantizar la pureza del gas UHP es más importante que nunca.

Los gases de pureza ultraalta (UHP) son absolutamente críticos en la fabricación moderna de semiconductores

Una de las principales aplicaciones del gas UHP es la inertización: el gas UHP se utiliza para proporcionar una atmósfera protectora alrededor de los componentes semiconductores, protegiéndolos así de los efectos nocivos de la humedad, el oxígeno y otros contaminantes de la atmósfera. Sin embargo, la inertización es sólo una de las muchas funciones diferentes que realizan los gases en la industria de los semiconductores. Desde gases de plasma primario hasta gases reactivos utilizados en grabado y recocido, los gases de presión ultraalta se utilizan para muchos propósitos diferentes y son esenciales en toda la cadena de suministro de semiconductores.

Algunos de los gases "centrales" de la industria de los semiconductores incluyennitrógeno(utilizado como limpieza general y gas inerte),argón(utilizado como gas de plasma primario en reacciones de grabado y deposición),helio(utilizado como gas inerte con propiedades especiales de transferencia de calor) yhidrógeno(desempeña múltiples funciones en el recocido, deposición, epitaxia y limpieza con plasma).

A medida que la tecnología de semiconductores ha evolucionado y cambiado, también lo han hecho los gases utilizados en el proceso de fabricación. Hoy en día, las plantas de fabricación de semiconductores utilizan una amplia gama de gases, desde gases nobles comocriptónyneóna especies reactivas como el trifluoruro de nitrógeno (NF 3 ) y el hexafluoruro de tungsteno (WF 6 ).

Creciente demanda de pureza

Desde la invención del primer microchip comercial, el mundo ha sido testigo de un sorprendente aumento casi exponencial en el rendimiento de los dispositivos semiconductores. En los últimos cinco años, una de las formas más seguras de lograr este tipo de mejora en el rendimiento ha sido mediante el “escalamiento de tamaño”: reducir las dimensiones clave de las arquitecturas de chips existentes para poder meter más transistores en un espacio determinado. Además, el desarrollo de nuevas arquitecturas de chips y el uso de materiales de última generación han producido saltos en el rendimiento de los dispositivos.

Hoy en día, las dimensiones críticas de los semiconductores de vanguardia son tan pequeñas que el escalado de tamaño ya no es una forma viable de mejorar el rendimiento del dispositivo. En cambio, los investigadores de semiconductores buscan soluciones en forma de materiales novedosos y arquitecturas de chips 3D.

Décadas de rediseño incansable significan que los dispositivos semiconductores actuales son mucho más potentes que los microchips de antaño, pero también son más frágiles. La llegada de la tecnología de fabricación de obleas de 300 mm ha aumentado el nivel de control de impurezas necesario para la fabricación de semiconductores. Incluso la más mínima contaminación en un proceso de fabricación (especialmente gases raros o inertes) puede provocar fallos catastróficos en los equipos, por lo que la pureza del gas es ahora más importante que nunca.

Para una planta típica de fabricación de semiconductores, el gas de pureza ultraalta ya representa el mayor gasto de material después del propio silicio. Sólo se espera que estos costos aumenten a medida que la demanda de semiconductores alcance nuevas alturas. Los acontecimientos en Europa han causado perturbaciones adicionales en el tenso mercado del gas natural de ultra alta presión. Ucrania es uno de los mayores exportadores del mundo de productos de alta pureza.neónseñales; La invasión rusa significa que el suministro de este raro gas se está viendo limitado. Esto, a su vez, provocó escasez y aumento de los precios de otros gases nobles como elcriptónyxenón.