Gas ketulenan ultra tinggi (UHP) adalah nadi industri semikonduktor. Memandangkan permintaan dan gangguan yang tidak pernah berlaku sebelum ini kepada rantaian bekalan global menaikkan harga gas tekanan ultra tinggi, reka bentuk semikonduktor baharu dan amalan pembuatan meningkatkan tahap kawalan pencemaran yang diperlukan. Bagi pengeluar semikonduktor, dapat memastikan ketulenan gas UHP adalah lebih penting berbanding sebelum ini.

Gas Ketulenan Ultra Tinggi (UHP) Sangat Kritikal dalam Pembuatan Semikonduktor Moden

Salah satu aplikasi utama gas UHP ialah inertisasi: Gas UHP digunakan untuk menyediakan suasana perlindungan di sekeliling komponen semikonduktor, dengan itu melindungi mereka daripada kesan berbahaya kelembapan, oksigen dan bahan cemar lain di atmosfera. Walau bagaimanapun, inertisasi hanyalah satu daripada banyak fungsi berbeza yang dilakukan oleh gas dalam industri semikonduktor. Daripada gas plasma primer kepada gas reaktif yang digunakan dalam etsa dan penyepuhlindapan, gas tekanan ultra tinggi digunakan untuk pelbagai tujuan yang berbeza dan penting di seluruh rantaian bekalan semikonduktor.

Beberapa gas "teras" dalam industri semikonduktor termasuknitrogen(digunakan sebagai pembersihan am dan gas lengai),argon(digunakan sebagai gas plasma utama dalam tindak balas etsa dan pemendapan),helium(digunakan sebagai gas lengai dengan sifat pemindahan haba khas) danhidrogen(memainkan pelbagai peranan dalam penyepuhlindapan, pemendapan, epitaksi dan pembersihan plasma).

Memandangkan teknologi semikonduktor telah berkembang dan berubah, begitu juga gas yang digunakan dalam proses pembuatan. Hari ini, kilang pembuatan semikonduktor menggunakan pelbagai jenis gas, daripada gas mulia sepertikriptondanneonkepada spesies reaktif seperti nitrogen trifluorida (NF 3 ) dan tungsten heksafluorida (WF 6 ).

Permintaan yang semakin meningkat untuk kesucian

Sejak penciptaan mikrocip komersial yang pertama, dunia telah menyaksikan peningkatan hampir eksponen yang menakjubkan dalam prestasi peranti semikonduktor. Sepanjang lima tahun yang lalu, salah satu cara paling pasti untuk mencapai peningkatan prestasi seperti ini adalah melalui "penskalaan saiz": mengurangkan dimensi utama seni bina cip sedia ada untuk memerah lebih banyak transistor ke dalam ruang tertentu. Di samping itu, pembangunan seni bina cip baharu dan penggunaan bahan termaju telah menghasilkan lonjakan dalam prestasi peranti.

Hari ini, dimensi kritikal semikonduktor canggih kini sangat kecil sehingga penskalaan saiz bukan lagi cara yang berdaya maju untuk meningkatkan prestasi peranti. Sebaliknya, penyelidik semikonduktor sedang mencari penyelesaian dalam bentuk bahan baru dan seni bina cip 3D.

Dekad reka bentuk semula tanpa jemu bermakna peranti semikonduktor hari ini jauh lebih berkuasa daripada cip mikro lama — tetapi ia juga lebih rapuh. Kemunculan teknologi fabrikasi wafer 300mm telah meningkatkan tahap kawalan kekotoran yang diperlukan untuk pembuatan semikonduktor. Malah pencemaran yang sedikit dalam proses pembuatan (terutamanya gas yang jarang berlaku atau lengai) boleh membawa kepada kegagalan peralatan bencana - jadi ketulenan gas kini lebih penting berbanding sebelum ini.

Untuk loji fabrikasi semikonduktor biasa, gas ketulenan ultra tinggi sudah menjadi perbelanjaan bahan terbesar selepas silikon itu sendiri. Kos ini hanya dijangka meningkat apabila permintaan untuk semikonduktor melonjak ke tahap yang lebih tinggi. Peristiwa di Eropah telah menyebabkan gangguan tambahan kepada pasaran gas asli tekanan ultra tinggi yang tegang. Ukraine adalah salah satu pengeksport ketulenan tinggi terbesar di dunianeontanda-tanda; Pencerobohan Rusia bermakna bekalan gas nadir itu dikekang. Ini seterusnya membawa kepada kekurangan dan harga gas mulia lain yang lebih tinggi sepertikriptondanxenon.