גזי טוהר במיוחד (UHP) הם גזים חיים של ענף המוליכים למחצה. מכיוון שביקוש ושיבושים חסרי תקדים ברשתות האספקה ​​העולמיות גורמים את מחיר גז לחץ גבוה במיוחד, נוהלי תכנון וייצור חדשים של מוליכים למחצה מגדילים את רמת בקרת הזיהום הדרושה. עבור יצרני מוליכים למחצה, היכולת להבטיח כי טוהר הגז UHP חשוב מתמיד.

גזי טוהר גבוה במיוחד (UHP) הם קריטיים לחלוטין בייצור מוליכים למחצה מודרני

אחד היישומים העיקריים של גז UHP הוא אינרציה: גז UHP משמש כדי לספק אטמוספרה מגנה סביב רכיבי מוליכים למחצה, ובכך להגן עליהם מפני ההשפעות המזיקות של לחות, חמצן ומזהמים אחרים באטמוספרה. עם זאת, אינרציה היא רק אחת מהפונקציות הרבות והגזים שהגזים מבצעים בתעשיית המוליכים למחצה. מגזי פלזמה ראשוניים ועד גזים תגוביים המשמשים לתחריט ובחישול, גזי לחץ גבוה במיוחד משמשים למטרות רבות ושונות והם חיוניים בכל שרשרת האספקה ​​של המוליכים למחצה.

חלק מגזי "הליבה" בענף המוליכים למחצה כולליםחַנקָן(משמש כניקוי כללי וגז אינרטי),אַרגוֹן(משמש כגז הפלזמה הראשוני בתגובות תחריט ותיקות),הֶלִיוּם(משמש כגז אינרטי עם תכונות העברת חום מיוחדות) ו-מֵימָן(ממלא תפקידים מרובים בחישול, בתצהיר, באפיטקסיה וניקוי פלזמה).

ככל שטכנולוגיית המוליכים למחצה התפתחה ושינתה, כך גם הגזים המשמשים בתהליך הייצור. כיום, מפעלי ייצור מוליכים למחצה משתמשים במגוון רחב של גזים, מגזים אצילים כמוקריפטוןוכןנֵאוֹןלמינים תגוביים כמו חנקן טריפלואוריד (NF 3) ו- Tungsten Hexafluoride (WF 6).

הביקוש הגובר לטוהר

מאז המצאת המיקרו-שבב המסחרי הראשון, העולם היה עד לעלייה כמעט אקספוננציאלית מדהימה בביצועי מכשירי מוליכים למחצה. בחמש השנים האחרונות, אחת הדרכים הבטוחות ביותר להשיג שיפור בביצועים מסוג זה הייתה באמצעות "קנה מידה גודל": הפחתת ממדי המפתח של ארכיטקטורות השבבים הקיימות על מנת לסחוט יותר טרנזיסטורים לחלל נתון. בנוסף לכל זה, פיתוח ארכיטקטורות שבבים חדשות ושימוש בחומרים מתקדמים הניבו קפיצות בביצועי המכשיר.

כיום, הממדים הקריטיים של מוליכים למחצה מתקדמים הם כעת כה קטנים עד כי קנה מידה בגודל אינו עוד דרך ברת קיימא לשפר את ביצועי המכשיר. במקום זאת, חוקרי מוליכים למחצה מחפשים פתרונות בצורה של חומרים חדשים ואדריכלות שבבים תלת -ממדיים.

עשרות שנים של עיצוב מחדש בלתי נלאה פירושו שמכשירי המוליכים למחצה של ימינו הם חזקים בהרבה מהמיקרו -שבבים של הישן - אבל הם גם שבירים יותר. כניסתו של טכנולוגיית ייצור הרקיקים של 300 מ"מ העלתה את רמת בקרת הטומאה הנדרשת לייצור מוליכים למחצה. אפילו הזיהום הקל ביותר בתהליך ייצור (גזים נדירים במיוחד או אינרטיים) יכול להוביל לכישלון ציוד קטסטרופלי - כך שטהרת הגז חשובה מתמיד.

עבור מפעל ייצור מוליכים למחצה טיפוסי, גז טוהר גבוה במיוחד הוא כבר ההוצאה החומרית הגדולה ביותר לאחר הסיליקון עצמו. עלויות אלה צפויות להתגבר רק ככל שהביקוש למוליכים למחצה מוליך לגבהים חדשים. אירועים באירופה גרמו להפרעה נוספת בשוק הגז הטבעי המתוח באולטרה-גבוה. אוקראינה היא אחת היצואניות הגדולות בעולם של טוהר גבוהנֵאוֹןסימנים; הפלישה של רוסיה פירושה שאספקה ​​של הגז הנדיר מוגבלת. זה בתורו הוביל למחסור ולמחירים גבוהים יותר של גזים אצילים אחרים כמוקריפטוןוכןקסנון.