Los gases de ultra alta pureza (UHP) son el alma de la industria de los semiconductores.A medida que la demanda sin precedentes y las interrupciones en las cadenas de suministro globales elevan el precio del gas de ultra alta presión, las nuevas prácticas de diseño y fabricación de semiconductores aumentan 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 ultra alta pureza (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 en la atmósfera.Sin embargo, la inertización es solo una de las muchas funciones diferentes que realizan los gases en la industria de los semiconductores.Desde los gases de plasma primarios hasta los gases reactivos utilizados en el grabado y recocido, los gases de ultra alta presión se utilizan para muchos propósitos diferentes y son esenciales en toda la cadena de suministro de semiconductores.

Algunos de los gases "centrales" en la industria de los semiconductores incluyennitrógeno(usado 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, 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 sido testigo de un asombroso aumento casi exponencial en el rendimiento de los dispositivos semiconductores.Durante los últimos cinco años, una de las formas más seguras de lograr este tipo de mejora del rendimiento ha sido a través de la "escalada de tamaño": la reducción de las dimensiones clave de las arquitecturas de chips existentes para incluir más transistores en un espacio determinado.Sumado a esto, 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 última generación son tan pequeñas que escalar el tamaño ya no es una forma viable de mejorar el rendimiento del dispositivo.En cambio, los investigadores de semiconductores están buscando soluciones en forma de nuevos materiales y arquitecturas de chips 3D.

Décadas de rediseño incansable significan que los dispositivos semiconductores de hoy son mucho más poderosos 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 fallas catastróficas en el equipo, por lo que 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 es el mayor gasto de materiales después del propio silicio.Se espera que estos costos aumenten a medida que la demanda de semiconductores alcance nuevas alturas.Los acontecimientos en Europa han causado una interrupción adicional en el tenso mercado del gas natural de ultra alta presión.Ucrania es uno de los mayores exportadores del mundo de alta purezaneónseñales;La invasión de Rusia significa que los suministros del gas raro están siendo restringidos.Esto, a su vez, condujo a la escasez y al aumento de los precios de otros gases nobles como elcriptónyxenón.