Itin didelio grynumo (UHP) dujos yra puslaidininkių pramonės gyvybės šaltinis. Kadangi precedento neturinti paklausa ir pasaulinių tiekimo grandinių sutrikimai didina itin aukšto slėgio dujų kainas, naujos puslaidininkių projektavimo ir gamybos praktikos didina reikalingą taršos kontrolės lygį. Puslaidininkių gamintojams galimybė užtikrinti UHP dujų grynumą yra svarbiau nei bet kada.

Itin didelio grynumo (UHP) dujos yra absoliučiai svarbios šiuolaikinėje puslaidininkių gamyboje

Vienas iš pagrindinių UHP dujų pritaikymo būdų yra inercija: UHP dujos naudojamos siekiant sukurti apsauginę atmosferą aplink puslaidininkinius komponentus, taip apsaugant juos nuo žalingo drėgmės, deguonies ir kitų atmosferoje esančių teršalų poveikio. Tačiau inercija yra tik viena iš daugelio skirtingų funkcijų, kurias dujos atlieka puslaidininkių pramonėje. Nuo pirminių plazminių dujų iki reaktyviųjų dujų, naudojamų ėsdinant ir atkaitinant, itin aukšto slėgio dujos naudojamos įvairiems tikslams ir yra būtinos visoje puslaidininkių tiekimo grandinėje.

Kai kurios „pagrindinės“ dujos puslaidininkių pramonėje apimaazoto(naudojamas kaip bendras valymas ir inertinės dujos),argonas(naudojamos kaip pagrindinės plazmos dujos ėsdinimo ir nusodinimo reakcijose),helis(naudojamos kaip inertinės dujos, turinčios specialių šilumos perdavimo savybių) irvandenilis(atlieka daugybę atkaitinimo, nusodinimo, epitaksijos ir plazmos valymo vaidmenų).

Tobulėjant ir keičiantis puslaidininkių technologijai, keitėsi ir gamybos procese naudojamos dujos. Šiandien puslaidininkių gamybos įmonėse naudojamas platus dujų spektras – nuo ​​inertinių dujų, tokių kaipkriptonasirneoninisreaktyvioms rūšims, tokioms kaip azoto trifluoridas (NF 3 ) ir volframo heksafluoridas (WF 6 ).

Augantis grynumo poreikis

Nuo tada, kai buvo išrasta pirmoji komercinė mikroschema, pasaulis stebėjo stulbinamą beveik eksponentinį puslaidininkinių įtaisų našumo padidėjimą. Per pastaruosius penkerius metus vienas patikimiausių būdų pasiekti tokį našumo pagerinimą buvo „dydžio mastelio keitimas“: pagrindinių esamų lustų architektūros matmenų sumažinimas, kad tam tikroje erdvėje būtų daugiau tranzistorių. Be to, naujų lustų architektūrų kūrimas ir pažangiausių medžiagų naudojimas padidino įrenginio našumą.

Šiandien svarbiausi pažangiausių puslaidininkių matmenys yra tokie maži, kad dydžio keitimas nebėra tinkamas būdas pagerinti įrenginio veikimą. Vietoj to, puslaidininkių tyrinėtojai ieško sprendimų naujų medžiagų ir 3D lustų architektūros pavidalu.

Dešimtmečius trunkantis nenuilstamas pertvarkymas reiškia, kad šiandieniniai puslaidininkiniai įrenginiai yra daug galingesni nei senieji mikroschemos, tačiau jie taip pat yra trapesni. Atsiradus 300 mm plokštelių gamybos technologijai, padidėjo priemaišų kontrolės lygis, reikalingas puslaidininkių gamybai. Net ir menkiausias užteršimas gamybos procese (ypač retos arba inertinės dujos) gali sukelti katastrofišką įrangos gedimą – todėl dujų grynumas dabar yra svarbesnis nei bet kada anksčiau.

Tipiškam puslaidininkių gamybos įrenginiui itin didelio grynumo dujos jau yra didžiausios medžiagų sąnaudos po paties silicio. Tikimasi, kad šios išlaidos tik padidės, nes puslaidininkių paklausa išaugs į naujas aukštumas. Įvykiai Europoje sukėlė papildomų trikdžių įtemptoje itin aukšto slėgio gamtinių dujų rinkoje. Ukraina yra viena didžiausių didelio grynumo produktų eksportuotojų pasaulyjeneoninisženklai; Rusijos invazija reiškia, kad retųjų dujų tiekimas yra ribojamas. Tai savo ruožtu lėmė kitų tauriųjų dujų trūkumą ir aukštesnes kainas, pvzkriptonasirksenonas.