Khí siêu tinh khiết (UHP) cực cao là nguồn sống của ngành công nghiệp bán dẫn. Khi nhu cầu và sự gián đoạn chưa từng có đối với các chuỗi cung ứng toàn cầu đẩy giá khí áp suất cực cao, thiết kế bán dẫn và thực hành sản xuất mới đang làm tăng mức độ kiểm soát ô nhiễm cần thiết. Đối với các nhà sản xuất chất bán dẫn, có thể đảm bảo độ tinh khiết của khí UHP quan trọng hơn bao giờ hết.

Khí siêu tinh khiết (UHP) cực kỳ quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn hiện đại

Một trong những ứng dụng chính của khí UHP là trơ: khí UHP được sử dụng để cung cấp một bầu không khí bảo vệ xung quanh các thành phần bán dẫn, do đó bảo vệ chúng khỏi các tác động có hại của độ ẩm, oxy và các chất gây ô nhiễm khác trong khí quyển. Tuy nhiên, trơ hóa chỉ là một trong nhiều chức năng khác nhau mà khí thực hiện trong ngành công nghiệp bán dẫn. Từ khí plasma nguyên phát đến khí phản ứng được sử dụng trong khắc và ủ, khí áp suất cực cao được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và rất cần thiết trong chuỗi cung ứng bán dẫn.

Một số loại khí cốt lõi của người ”trong ngành công nghiệp bán dẫn bao gồmnitơ(được sử dụng như một chất làm sạch chung và khí trơ),Argon(được sử dụng làm khí plasma chính trong các phản ứng khắc và lắng đọng),Helium(được sử dụng làm khí trơ với các đặc tính truyền nhiệt đặc biệt) vàhydro(đóng nhiều vai trò trong việc ủ, lắng đọng, làm sạch epitaxy và plasma).

Khi công nghệ bán dẫn đã phát triển và thay đổi, do đó, các loại khí được sử dụng trong quá trình sản xuất. Ngày nay, các nhà máy sản xuất chất bán dẫn sử dụng một loạt các loại khí, từ các khí quý nhưKryptonVàneonđể các loài phản ứng như nitơ trifluoride (NF 3) và vonfram hexafluoride (WF 6).

Nhu cầu về độ tinh khiết ngày càng tăng

Kể từ khi phát minh ra vi mạch thương mại đầu tiên, thế giới đã chứng kiến ​​sự gia tăng gần như đáng kinh ngạc trong hiệu suất của các thiết bị bán dẫn. Trong năm năm qua, một trong những cách chắc chắn nhất để đạt được loại cải tiến hiệu suất này đã thông qua quy mô kích thước của quy mô: giảm kích thước chính của các kiến ​​trúc chip hiện có để chộp lấy nhiều bóng bán dẫn hơn vào một không gian nhất định. Ngoài ra, sự phát triển của các kiến ​​trúc chip mới và việc sử dụng các vật liệu tiên tiến đã tạo ra những bước nhảy vọt trong hiệu suất của thiết bị.

Ngày nay, các kích thước quan trọng của các chất bán dẫn tiên tiến hiện nay rất nhỏ đến nỗi tỷ lệ kích thước không còn là một cách khả thi để cải thiện hiệu suất của thiết bị. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu bán dẫn đang tìm kiếm các giải pháp dưới dạng vật liệu mới và kiến ​​trúc chip 3D.

Nhiều thập kỷ thiết kế lại không mệt mỏi có nghĩa là các thiết bị bán dẫn ngày nay mạnh hơn nhiều so với các vi mạch cũ - nhưng chúng cũng mong manh hơn. Sự ra đời của công nghệ chế tạo wafer 300mm đã tăng mức độ kiểm soát tạp chất cần thiết cho sản xuất chất bán dẫn. Ngay cả sự ô nhiễm nhỏ nhất trong một quá trình sản xuất (đặc biệt là khí hiếm hoặc trơ) cũng có thể dẫn đến sự cố thiết bị thảm khốc - vì vậy độ tinh khiết của khí bây giờ quan trọng hơn bao giờ hết.

Đối với một nhà máy chế tạo bán dẫn điển hình, khí cực kỳ tinh khiết đã là chi phí vật liệu lớn nhất sau khi silicon. Những chi phí này chỉ được dự kiến ​​sẽ tăng khi nhu cầu đối với chất bán dẫn tăng vọt lên một tầm cao mới. Các sự kiện ở châu Âu đã gây ra sự gián đoạn bổ sung cho thị trường khí đốt tự nhiên cực kỳ cao. Ukraine là một trong những nhà xuất khẩu lớn nhất thế giớineondấu hiệu; Cuộc xâm lược của Nga có nghĩa là nguồn cung cấp khí hiếm đang bị hạn chế. Điều này đến lượt nó đã dẫn đến sự thiếu hụt và giá cao hơn của các loại khí cao quý khác nhưKryptonVàXenon.