Los gases de ultraalta pureza (UHP) son esenciales para la industria de los semiconductores. Ante la creciente demanda y las interrupciones en las cadenas de suministro globales, el precio del gas de ultraalta presión se dispara, y las nuevas prácticas de diseño y fabricación de semiconductores están incrementando el nivel de control de la contaminación necesario. Para los fabricantes de semiconductores, garantizar la pureza del gas UHP es más importante que nunca.

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

Una de las principales aplicaciones del gas UHP es la inertización: este gas 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 atmosféricos. Sin embargo, la inertización es solo una de las muchas funciones que desempeñan los gases en la industria de los semiconductores. Desde los gases de plasma primario hasta los gases reactivos utilizados en el grabado y el recocido, los gases de ultraalta presión se utilizan para diversos fines y son esenciales en toda la cadena de suministro de semiconductores.

Algunos de los gases “centrales” en la industria de los semiconductores incluyennitrógeno(utilizado como gas inerte y de limpieza general),argón(utilizado como gas de plasma principal 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, la deposición, la epitaxia y la limpieza de 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 presenciado un asombroso aumento casi exponencial del rendimiento de los dispositivos semiconductores. En los últimos cinco años, una de las maneras más seguras de lograr este tipo de mejora del rendimiento ha sido mediante el "escalamiento de tamaño": la reducción de las dimensiones clave de las arquitecturas de chips existentes para acomodar más transistores en un espacio determinado. Además, el desarrollo de nuevas arquitecturas de chips y el uso de materiales de vanguardia han producido avances significativos 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 su lugar, los investigadores de semiconductores buscan soluciones en forma de nuevos materiales y arquitecturas de chips 3D.

Décadas de rediseño incansable significan que los dispositivos semiconductores actuales son mucho más potentes que los antiguos microchips, 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 requerido 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 ultraalta pureza ya representa el mayor gasto en material después del propio silicio. Se prevé que estos costos aumenten a medida que la demanda de semiconductores alcance nuevos máximos. Los acontecimientos en Europa han provocado una perturbación adicional en el tenso mercado del gas natural de ultraalta presión. Ucrania es uno de los mayores exportadores mundiales de gas de alta pureza.neónSeñales; la invasión rusa significa que el suministro de gas noble se está viendo limitado. Esto, a su vez, provocó escasez y precios más altos de otros gases nobles comocriptónyxenón.