Los gases de ultra alta pureza (UHP) son esenciales para la industria de los semiconductores. Ante la demanda sin precedentes y las interrupciones en las cadenas de suministro globales, que elevan el precio de estos gases, las nuevas prácticas de diseño y fabricación de semiconductores exigen un mayor control de la contaminación. 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 fundamentales en la fabricación moderna de semiconductores.

Una de las principales aplicaciones del gas de ultra alta presión (UHP) es la inertización: este gas se utiliza para crear una atmósfera protectora alrededor de los componentes semiconductores, protegiéndolos así de los efectos nocivos de la humedad, el oxígeno y otros contaminantes presentes en el ambiente. Sin embargo, la inertización es solo una de las muchas funciones que desempeñan los gases en la industria de los semiconductores. Desde gases de plasma primarios hasta gases reactivos utilizados en el grabado y el recocido, los gases de ultra alta presión se emplean para diversos fines y son esenciales en toda la cadena de suministro de semiconductores.

Algunos de los gases “clave” en la industria de los semiconductores incluyen:nitrógeno(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 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 presenciado un asombroso aumento casi exponencial en el 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 la "miniaturización": la reducción de las dimensiones clave de las arquitecturas de chips existentes para integrar 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.

Actualmente, las dimensiones críticas de los semiconductores de última generación son tan pequeñas que la reducción de tamaño ya no es una forma viable de mejorar el rendimiento de los dispositivos. En cambio, los investigadores de semiconductores buscan soluciones en forma de nuevos materiales y arquitecturas de chips 3D.

Décadas de rediseño incansable han dado como resultado que los dispositivos semiconductores actuales sean mucho más potentes que los microchips de antaño, pero también más frágiles. La llegada de la tecnología de fabricación de obleas de 300 mm ha incrementado 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 tanto, la pureza del gas es ahora más importante que nunca.

Para una planta típica de fabricación de semiconductores, el gas de ultra alta pureza ya representa el mayor gasto en materiales después del silicio. Se prevé que estos costos aumenten a medida que la demanda de semiconductores alcance niveles sin precedentes. Los acontecimientos en Europa han provocado perturbaciones adicionales en el tenso mercado del gas natural de ultra alta presión. Ucrania es uno de los mayores exportadores mundiales de gas de alta pureza.neónseñales; la invasión de Rusia significa que los suministros de este gas raro se están viendo limitados. Esto a su vez provocó escasez y precios más altos de otros gases nobles comocriptónyxenón.