अल्ट्रा-उच्च शुद्धता (यूएचपी) गैसें सेमीकंडक्टर उद्योग की जीवनधारा हैं। अभूतपूर्व मांग और वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं में व्यवधान के कारण अल्ट्रा-हाई प्रेशर गैस की कीमत बढ़ रही है, नए सेमीकंडक्टर डिजाइन और विनिर्माण प्रथाएं आवश्यक प्रदूषण नियंत्रण के स्तर को बढ़ा रही हैं। सेमीकंडक्टर निर्माताओं के लिए, यूएचपी गैस की शुद्धता सुनिश्चित करने में सक्षम होना पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

आधुनिक सेमीकंडक्टर निर्माण में अल्ट्रा हाई प्योरिटी (यूएचपी) गैसें बिल्कुल महत्वपूर्ण हैं

यूएचपी गैस के मुख्य अनुप्रयोगों में से एक जड़ीकरण है: यूएचपी गैस का उपयोग अर्धचालक घटकों के आसपास एक सुरक्षात्मक वातावरण प्रदान करने के लिए किया जाता है, जिससे उन्हें वातावरण में नमी, ऑक्सीजन और अन्य दूषित पदार्थों के हानिकारक प्रभावों से बचाया जा सके। हालाँकि, जड़ीकरण कई अलग-अलग कार्यों में से एक है जो गैसें अर्धचालक उद्योग में करती हैं। प्राथमिक प्लाज्मा गैसों से लेकर नक़्क़ाशी और एनीलिंग में उपयोग की जाने वाली प्रतिक्रियाशील गैसों तक, अल्ट्रा-हाई प्रेशर गैसों का उपयोग कई अलग-अलग उद्देश्यों के लिए किया जाता है और अर्धचालक आपूर्ति श्रृंखला में आवश्यक हैं।

सेमीकंडक्टर उद्योग में कुछ "कोर" गैसें शामिल हैंनाइट्रोजन(सामान्य सफाई और अक्रिय गैस के रूप में उपयोग किया जाता है),आर्गन(नक़्क़ाशी और जमाव प्रतिक्रियाओं में प्राथमिक प्लाज्मा गैस के रूप में उपयोग किया जाता है),हीलियम(विशेष ताप-स्थानांतरण गुणों वाली एक अक्रिय गैस के रूप में उपयोग किया जाता है) औरहाइड्रोजन(एनीलिंग, जमाव, एपिटेक्सी और प्लाज्मा सफाई में कई भूमिका निभाता है)।

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर तकनीक विकसित और बदली है, वैसे-वैसे विनिर्माण प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली गैसें भी बदली हैं। आज, सेमीकंडक्टर विनिर्माण संयंत्र उत्कृष्ट गैसों से लेकर कई प्रकार की गैसों का उपयोग करते हैंक्रीप्टोणऔरनियोननाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड (एनएफ 3) और टंगस्टन हेक्साफ्लोराइड (डब्ल्यूएफ 6) जैसी प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के लिए।

शुद्धता की बढ़ती मांग

पहले वाणिज्यिक माइक्रोचिप के आविष्कार के बाद से, दुनिया ने सेमीकंडक्टर उपकरणों के प्रदर्शन में आश्चर्यजनक रूप से लगभग तेजी से वृद्धि देखी है। पिछले पांच वर्षों में, इस तरह के प्रदर्शन में सुधार हासिल करने का एक निश्चित तरीका "आकार स्केलिंग" के माध्यम से रहा है: किसी दिए गए स्थान में अधिक ट्रांजिस्टर को निचोड़ने के लिए मौजूदा चिप आर्किटेक्चर के प्रमुख आयामों को कम करना। इसके अलावा, नए चिप आर्किटेक्चर के विकास और अत्याधुनिक सामग्रियों के उपयोग ने डिवाइस के प्रदर्शन में छलांग लगाई है।

आज, अत्याधुनिक अर्धचालकों के महत्वपूर्ण आयाम अब इतने छोटे हो गए हैं कि आकार स्केलिंग अब डिवाइस के प्रदर्शन को बेहतर बनाने का एक व्यवहार्य तरीका नहीं है। इसके बजाय, सेमीकंडक्टर शोधकर्ता नवीन सामग्रियों और 3डी चिप आर्किटेक्चर के रूप में समाधान तलाश रहे हैं।

दशकों के अथक रीडिज़ाइन का मतलब है कि आज के सेमीकंडक्टर उपकरण पुराने माइक्रोचिप्स की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली हैं - लेकिन वे अधिक नाजुक भी हैं। 300 मिमी वेफर फैब्रिकेशन तकनीक के आगमन ने सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए आवश्यक अशुद्धता नियंत्रण के स्तर को बढ़ा दिया है। यहां तक ​​कि विनिर्माण प्रक्रिया में थोड़ा सा भी संदूषण (विशेष रूप से दुर्लभ या अक्रिय गैसें) विनाशकारी उपकरण विफलता का कारण बन सकता है - इसलिए गैस की शुद्धता अब पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

एक विशिष्ट अर्धचालक निर्माण संयंत्र के लिए, सिलिकॉन के बाद अल्ट्रा-हाई-शुद्धता गैस पहले से ही सबसे बड़ा सामग्री व्यय है। अर्धचालकों की मांग नई ऊंचाइयों पर पहुंचने के साथ ही इन लागतों में वृद्धि होने की उम्मीद है। यूरोप की घटनाओं ने तनावपूर्ण अति-उच्च दबाव वाले प्राकृतिक गैस बाजार में अतिरिक्त व्यवधान पैदा किया है। यूक्रेन उच्च शुद्धता के दुनिया के सबसे बड़े निर्यातकों में से एक हैनियोनसंकेत; रूस के आक्रमण का मतलब है कि दुर्लभ गैस की आपूर्ति बाधित हो रही है। इसके परिणामस्वरूप अन्य उत्कृष्ट गैसों की कमी और कीमतें बढ़ गईंक्रीप्टोणऔरक्सीनन.