Ülikõrge puhtusastmega (UHP) gaasid on pooljuhtide tööstuse elujõud. Kuna enneolematu nõudlus ja häired ülemaailmsetes tarneahelates tõstavad ülikõrgsurvegaasi hinda, suurendavad uued pooljuhtide projekteerimis- ja tootmistavad vajalikku saastekontrolli taset. Pooljuhtide tootjate jaoks on UHP gaasi puhtuse tagamine olulisem kui kunagi varem.

Ülikõrge puhtusastmega (UHP) gaasid on kaasaegses pooljuhtide tootmises absoluutselt kriitilised

UHP gaasi üks peamisi rakendusi on inertiseerimine: UHP gaasi kasutatakse pooljuhtkomponentide ümber kaitsva atmosfääri loomiseks, kaitstes seeläbi neid niiskuse, hapniku ja muude atmosfääris leiduvate saasteainete kahjulike mõjude eest. Inertiseerimine on aga vaid üks paljudest erinevatest funktsioonidest, mida gaasid pooljuhtide tööstuses täidavad. Alates primaarsetest plasmagaasidest kuni söövitamisel ja lõõmutamisel kasutatavate reaktiivgaasideni kasutatakse ülikõrgsurvegaase paljudel erinevatel eesmärkidel ja need on olulised kogu pooljuhtide tarneahelas.

Mõned pooljuhtidetööstuses kasutatavad tuumagaasid hõlmavadlämmastik(kasutatakse üldpuhastusvahendina ja inertgaasina),argoon(kasutatakse peamise plasmagaasina söövitus- ja sadestamisreaktsioonides),heelium(kasutatakse spetsiaalsete soojusülekandeomadustega inertgaasina) javesinik(mängib mitut rolli lõõmutamisel, sadestamisel, epitakseerimisel ja plasmapuhastamisel).

Pooljuhtide tehnoloogia arenedes ja muutudes on muutunud ka tootmisprotsessis kasutatavad gaasid. Tänapäeval kasutavad pooljuhtide tootmistehased laias valikus gaase, alates väärisgaasidest nagukrüptoonjaneoonreaktiivsetele liikidele nagu lämmastiktrifluoriid (NF 3 ) ja volframheksafluoriid (WF 6 ).

Kasvav nõudlus puhtuse järele

Alates esimese kaubandusliku mikrokiibi leiutamisest on maailm olnud tunnistajaks pooljuhtseadmete jõudluse hämmastavale peaaegu eksponentsiaalsele kasvule. Viimase viie aasta jooksul on üks kindlamaid viise sellise jõudluse parandamiseks olnud "suuruse skaleerimine": olemasolevate kiibiarhitektuuride põhimõõtmete vähendamine, et suruda antud ruumi rohkem transistore. Lisaks sellele on uute kiibiarhitektuuride arendamine ja tipptasemel materjalide kasutamine toonud kaasa hüppeid seadmete jõudluses.

Tänapäeval on tipptasemel pooljuhtide kriitilised mõõtmed nüüd nii väikesed, et suuruse skaleerimine ei ole enam otstarbekas viis seadme jõudluse parandamiseks. Selle asemel otsivad pooljuhtide teadlased lahendusi uudsete materjalide ja 3D-kiibi arhitektuuride näol.

Aastakümneid kestnud väsimatu ümberkujundamine tähendab, et tänapäeva pooljuhtseadmed on palju võimsamad kui vanad mikrokiibid, kuid need on ka hapramad. 300 mm vahvlite valmistamise tehnoloogia tulek on suurendanud pooljuhtide tootmiseks vajalikku lisandite kontrolli taset. Isegi väikseim saastumine tootmisprotsessis (eriti haruldased või inertgaasid) võib põhjustada seadmete katastroofilisi rikkeid – seega on gaasi puhtus nüüd olulisem kui kunagi varem.

Tüüpilise pooljuhtide tootmistehase jaoks on ülikõrge puhtusastmega gaas juba räni enda järel suurim materjalikulu. Eeldatakse, et need kulud kasvavad ainult siis, kui nõudlus pooljuhtide järele tõuseb uutele kõrgustele. Sündmused Euroopas on pingelisel ülikõrgsurvega maagaasiturul lisahäireid tekitanud. Ukraina on üks maailma suurimaid kõrge puhtusastmega toodete eksportijaidneoonmärgid; Venemaa invasioon tähendab, et haruldase gaasi tarned on piiratud. See omakorda tõi kaasa teiste väärisgaaside puuduse ja nende hindade tõusukrüptoonjaksenoon.