גזים בעלי טוהר אולטרה-גבוה (UHP) הם עורק החיים של תעשיית המוליכים למחצה. ככל שביקוש חסר תקדים ושיבושים בשרשראות האספקה ​​הגלובליות מעלים את מחיר הגז בלחץ אולטרה-גבוה, שיטות תכנון וייצור חדשות של מוליכים למחצה מגבירות את רמת בקרת הזיהום הנדרשת. עבור יצרני מוליכים למחצה, היכולת להבטיח את טוהר גז ה-UHP חשובה מתמיד.

גזים בעלי טוהר גבוה במיוחד (UHP) הם קריטיים לחלוטין בייצור מוליכים למחצה מודרניים

אחד היישומים העיקריים של גז UHP הוא אינרטיזציה: גז UHP משמש ליצירת אווירה מגנה סביב רכיבי מוליכים למחצה, ובכך מגן עליהם מפני ההשפעות המזיקות של לחות, חמצן ומזהמים אחרים באטמוספרה. עם זאת, אינרטיזציה היא רק אחת מהפונקציות הרבות ששונות גזים מבצעים בתעשיית המוליכים למחצה. מגזי פלזמה ראשוניים ועד גזים ריאקטיביים המשמשים באיכול וחישול, גזים בלחץ גבוה במיוחד משמשים למטרות רבות ושונות והם חיוניים לכל אורך שרשרת האספקה ​​של מוליכים למחצה.

חלק מהגזים ה"ליבה" בתעשיית המוליכים למחצה כולליםחַנקָן(משמש כחומר ניקוי כללי וגז אינרטי),אַרגוֹן(משמש כגז פלזמה ראשוני בתגובות איכול ושיקוע),הֶלִיוּם(משמש כגז אינרטי בעל תכונות העברת חום מיוחדות) ומֵימָן(ממלא תפקידים מרובים בחישול, שיקוע, אפיטקסיה וניקוי פלזמה).

ככל שטכנולוגיית המוליכים למחצה התפתחה והשתנתה, כך גם הגזים המשמשים בתהליך הייצור. כיום, מפעלי ייצור מוליכים למחצה משתמשים במגוון רחב של גזים, החל מגזים אצילים כמוקריפטוןונֵאוֹןלמינים ריאקטיביים כגון חנקן טריפלואוריד (NF3) וטונגסטן הקספלואוריד (WF6).

ביקוש גובר לניקיון

מאז המצאת המיקרו-שבב המסחרי הראשון, העולם חווה עלייה מדהימה, כמעט אקספוננציאלית, בביצועי התקני מוליכים למחצה. בחמש השנים האחרונות, אחת הדרכים הבטוחות ביותר להשיג שיפור ביצועים מסוג זה הייתה באמצעות "הגדלת גודל": צמצום ממדים מרכזיים של ארכיטקטורות שבבים קיימות על מנת לדחוס יותר טרנזיסטורים לחלל נתון. בנוסף לכך, פיתוח ארכיטקטורות שבבים חדשות ושימוש בחומרים מתקדמים הביאו לקפיצות בביצועי המכשיר.

כיום, הממדים הקריטיים של מוליכים למחצה מתקדמים כה קטנים עד שקנה ​​מידה (size scale) אינו עוד דרך בת קיימא לשיפור ביצועי המכשיר. במקום זאת, חוקרי מוליכים למחצה מחפשים פתרונות בצורה של חומרים חדשניים וארכיטקטורות שבבים תלת-ממדיות.

עשרות שנים של עיצוב מחדש בלתי נלאה הופכות את התקני המוליכים למחצה של ימינו חזקים בהרבה מהמיקרו-שבבים של פעם - אך הם גם שבירים יותר. הופעתה של טכנולוגיית ייצור פרוסות 300 מ"מ הגבירה את רמת בקרת הזיהומים הנדרשת לייצור מוליכים למחצה. אפילו הזיהום הקל ביותר בתהליך הייצור (במיוחד גזים נדירים או אינרטיים) עלול להוביל לכשל קטסטרופלי בציוד - ולכן טוהר הגז חשוב כעת יותר מתמיד.

עבור מפעל טיפוסי לייצור מוליכים למחצה, גז בעל טוהר גבוה במיוחד כבר עכשיו מהווה את הוצאת החומר הגדולה ביותר אחרי הסיליקון עצמו. עלויות אלו צפויות רק לעלות ככל שהביקוש למוליכים למחצה יעלה לגבהים חדשים. אירועים באירופה גרמו לשיבוש נוסף בשוק הגז הטבעי המתוח בלחץ גבוה במיוחד. אוקראינה היא אחת מיצואניות הגז הטבעי בעל הטוהר הגבוה הגדולות בעולם.נֵאוֹןסימנים; פלישת רוסיה משמעותה שאספקת הגז הנדיר מוגבלת. דבר זה בתורו הוביל למחסור ולמחירים גבוהים יותר של גזים אצילים אחרים כמוקריפטוןוקסנון.