الغازات فائقة النقاء (UHP) هي شريان الحياة لصناعة أشباه الموصلات.نظرًا لأن الطلب غير المسبوق والاضطرابات في سلاسل التوريد العالمية ترفع سعر الغاز عالي الضغط ، فإن تصميمات أشباه الموصلات الجديدة وممارسات التصنيع تزيد من مستوى التحكم في التلوث المطلوب.بالنسبة لمصنعي أشباه الموصلات ، تعد القدرة على ضمان نقاء غاز UHP أكثر أهمية من أي وقت مضى.

تعتبر الغازات فائقة النقاء (UHP) بالغة الأهمية في صناعة أشباه الموصلات الحديثة

أحد التطبيقات الرئيسية لغاز UHP هو الخمول: يستخدم غاز UHP لتوفير جو وقائي حول مكونات أشباه الموصلات ، وبالتالي حمايتها من الآثار الضارة للرطوبة والأكسجين والملوثات الأخرى في الغلاف الجوي.ومع ذلك ، فإن الخمول هو مجرد واحدة من العديد من الوظائف المختلفة التي تؤديها الغازات في صناعة أشباه الموصلات.من غازات البلازما الأولية إلى الغازات التفاعلية المستخدمة في التنميش والتلدين ، تُستخدم الغازات عالية الضغط للعديد من الأغراض المختلفة وهي ضرورية في جميع أنحاء سلسلة توريد أشباه الموصلات.

تشمل بعض الغازات "الأساسية" في صناعة أشباه الموصلاتنتروجين(تستخدم للتنظيف العام والغاز الخامل) ،الأرجون(يستخدم كغاز البلازما الأساسي في تفاعلات الحفر والترسيب) ،الهيليوم(يستخدم كغاز خامل بخصائص نقل حرارة خاصة) وهيدروجين(يلعب أدوارًا متعددة في التلدين ، والترسيب ، والتنظيف ، وتنظيف البلازما).

كما تطورت تكنولوجيا أشباه الموصلات وتغيرت ، وكذلك الغازات المستخدمة في عملية التصنيع.اليوم ، تستخدم مصانع أشباه الموصلات مجموعة واسعة من الغازات ، من الغازات النبيلة مثلالكريبتونونيونإلى الأنواع التفاعلية مثل ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF 3) وسداسي فلوريد التنغستن (WF 6).

تزايد الطلب على النقاء

منذ اختراع أول رقاقة تجارية دقيقة ، شهد العالم زيادة مذهلة شبه مطردة في أداء أجهزة أشباه الموصلات.على مدى السنوات الخمس الماضية ، كانت إحدى الطرق الأكثر ضمانًا لتحقيق هذا النوع من تحسين الأداء من خلال "قياس الحجم": تقليل الأبعاد الرئيسية لهياكل الشرائح الحالية من أجل ضغط المزيد من الترانزستورات في مساحة معينة.بالإضافة إلى ذلك ، أدى تطوير بنى الرقائق الجديدة واستخدام المواد المتطورة إلى قفزات في أداء الجهاز.

اليوم ، أصبحت الأبعاد الحرجة لأشباه الموصلات المتطورة الآن صغيرة جدًا لدرجة أن قياس الحجم لم يعد طريقة قابلة للتطبيق لتحسين أداء الجهاز.بدلاً من ذلك ، يبحث باحثو أشباه الموصلات عن حلول في شكل مواد جديدة وهياكل شرائح ثلاثية الأبعاد.

إن عقودًا من إعادة التصميم الدؤوبة تعني أن أجهزة أشباه الموصلات الحالية أقوى بكثير من الرقائق الدقيقة القديمة - لكنها أيضًا أكثر هشاشة.أدى ظهور تقنية تصنيع الويفر 300 مم إلى زيادة مستوى التحكم في الشوائب المطلوب لتصنيع أشباه الموصلات.حتى أدنى تلوث في عملية التصنيع (خاصة الغازات النادرة أو الخاملة) يمكن أن يؤدي إلى فشل كارثي في ​​المعدات - لذا فإن نقاء الغاز أصبح الآن أكثر أهمية من أي وقت مضى.

بالنسبة لمصنع نموذجي لتصنيع أشباه الموصلات ، فإن الغاز عالي النقاء هو بالفعل أكبر تكلفة للمواد بعد السيليكون نفسه.من المتوقع أن تزداد هذه التكاليف فقط مع ارتفاع الطلب على أشباه الموصلات إلى آفاق جديدة.تسببت الأحداث في أوروبا في حدوث اضطراب إضافي في سوق الغاز الطبيعي شديد الضغط.أوكرانيا هي واحدة من أكبر الدول المصدرة للنقاء العالي في العالمنيونعلامات؛يعني الغزو الروسي تقييد إمدادات الغاز النادر.وهذا بدوره أدى إلى نقص وارتفاع أسعار الغازات النبيلة الأخرى مثلالكريبتونوزينون.