Īpaši augstas tīrības (UHP) gāzes ir pusvadītāju nozares dzīvības spēks. Tā kā nepieredzēts pieprasījums un traucējumi globālajām piegādes ķēdēm paaugstina īpaši augstā spiediena gāzes cenu, jauna pusvadītāju dizaina un ražošanas prakse palielina nepieciešamās piesārņojuma kontroles līmeni. Pusvadītāju ražotājiem ir svarīgāka nekā jebkad agrāk spēja nodrošināt, ka UHP gāzes tīrība ir svarīgāka.

Īpaši augstas tīrības (UHP) gāzes ir absolūti kritiskas mūsdienu pusvadītāju ražošanā

Viens no galvenajiem UHP gāzes pielietojumiem ir inertizācija: UHP gāze tiek izmantota, lai nodrošinātu aizsargājošu atmosfēru ap pusvadītāju komponentiem, tādējādi aizsargājot tos no mitruma, skābekļa un citu piesārņotāju kaitīgās iedarbības atmosfērā. Tomēr inertizācija ir tikai viena no daudzajām dažādajām funkcijām, ko gāzes veic pusvadītāju nozarē. Sākot no primārajām plazmas gāzēm līdz reaktīvām gāzēm, kuras izmanto kodināšanā un atkvēlināšanā, īpaši augstā spiediena gāzes tiek izmantotas daudzos dažādos mērķos un ir nepieciešami visā pusvadītāju piegādes ķēdē.

Dažas no “galvenajām” gāzēm pusvadītāju nozarē ietverslāpeklis(izmanto kā vispārēju tīrīšanu un inertu gāzi),argons(izmanto kā primāro plazmas gāzi kodināšanas un nogulsnēšanās reakcijās),hēlijs(izmanto kā inertu gāzi ar īpašām siltumenerģijas pārneses īpašībām) unūdeņradis(spēlē vairākas lomas atkvēlināšanā, nogulsnēšanā, epitaksijā un plazmas tīrīšanā).

Tā kā pusvadītāju tehnoloģija ir attīstījusies un mainījusies, arī ražošanas procesā izmantotās gāzes. Mūsdienās pusvadītāju ražotnes izmanto plašu gāzu klāstu, sākot no dižciltīgām gāzēm, piemēramkriptonaunneonsreaģējošām sugām, piemēram, slāpekļa trifluorīdam (NF 3) un volframa heksafluorīdam (WF 6).

Pieaugošais pieprasījums pēc tīrības

Kopš pirmās komerciālās mikroshēmas izgudrošanas pasaule ir pieredzējusi pārsteidzošu gandrīz eksponenciālu pusvadītāju ierīču veiktspējas pieaugumu. Pēdējo piecu gadu laikā viens no drošākajiem veidiem, kā sasniegt šāda veida veiktspējas uzlabojumus, ir bijis “izmēru mērogošana”: esošo mikroshēmu arhitektūras galveno izmēru samazināšana, lai vairāk tranzistoru iespiestu noteiktā telpā. Papildus tam jaunu mikroshēmu arhitektūru izstrāde un progresīvu materiālu izmantošana ir radījusi ierīces veiktspējas lēcienus.

Mūsdienās progresīvo pusvadītāju kritiskie izmēri tagad ir tik mazi, ka izmēru mērogošana vairs nav dzīvotspējīgs veids, kā uzlabot ierīces veiktspēju. Tā vietā pusvadītāju pētnieki meklē risinājumus jaunu materiālu un 3D mikroshēmu arhitektūru veidā.

Gadu desmitiem ilga nenogurstošā pārveidošanas nozīmē mūsdienu pusvadītāju ierīces ir daudz jaudīgākas nekā veco mikroshēmas - taču tās ir arī trauslākas. 300 mm vafeļu ražošanas tehnoloģijas parādīšanās ir palielinājusi piemaisījumu kontroles līmeni, kas nepieciešams pusvadītāju ražošanai. Pat vismazākais piesārņojums ražošanas procesā (īpaši retas vai inertu gāzes) var izraisīt katastrofiskas iekārtas kļūmi - tāpēc gāzes tīrība tagad ir svarīgāka nekā jebkad agrāk.

Tipiskai pusvadītāju ražošanas iekārtai ultra-augstas tīrības gāze jau ir lielākie materiālu izdevumi pēc paša silīcija. Paredzams, ka šīs izmaksas tikai palielināsies, jo pieprasījums pēc pusvadītājiem palielinās līdz jauniem augstumiem. Notikumi Eiropā ir izraisījuši papildu traucējumus saspringtajam īpaši augstā spiediena dabasgāzes tirgum. Ukraina ir viena no lielākajām augstas tīrības pakāpes eksportētājiem pasaulēneonszīmes; Krievijas iebrukums nozīmē retas gāzes piegādes. Tas savukārt izraisīja citu cēlu gāzu trūkumu un augstākas cenaskriptonaunksenons.