अति-उच्च शुद्धता (UHP) गैसें अर्धचालक उद्योग की जीवनरेखा हैं। वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाओं में अभूतपूर्व मांग और व्यवधानों के कारण अति-उच्च दाब गैस की कीमतें बढ़ रही हैं, इसलिए नए अर्धचालक डिज़ाइन और निर्माण पद्धतियाँ प्रदूषण नियंत्रण के आवश्यक स्तर को बढ़ा रही हैं। अर्धचालक निर्माताओं के लिए, UHP गैस की शुद्धता सुनिश्चित करना पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

आधुनिक अर्धचालक निर्माण में अति उच्च शुद्धता (UHP) गैसें अत्यंत महत्वपूर्ण हैं

यूएचपी गैस का एक मुख्य अनुप्रयोग निष्क्रियीकरण है: यूएचपी गैस का उपयोग अर्धचालक घटकों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक वातावरण प्रदान करने के लिए किया जाता है, जिससे उन्हें वातावरण में नमी, ऑक्सीजन और अन्य प्रदूषकों के हानिकारक प्रभावों से बचाया जा सके। हालाँकि, निष्क्रियीकरण अर्धचालक उद्योग में गैसों द्वारा किए जाने वाले कई विभिन्न कार्यों में से एक मात्र है। प्राथमिक प्लाज्मा गैसों से लेकर एचिंग और एनीलिंग में प्रयुक्त प्रतिक्रियाशील गैसों तक, अति-उच्च दाब गैसों का उपयोग कई विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है और ये पूरी अर्धचालक आपूर्ति श्रृंखला में आवश्यक हैं।

अर्धचालक उद्योग में कुछ "कोर" गैसों में शामिल हैंनाइट्रोजन(सामान्य सफाई और अक्रिय गैस के रूप में उपयोग किया जाता है),आर्गन(एचिंग और जमाव प्रतिक्रियाओं में प्राथमिक प्लाज्मा गैस के रूप में उपयोग किया जाता है),हीलियम(विशेष ऊष्मा-स्थानांतरण गुणों वाली एक अक्रिय गैस के रूप में उपयोग किया जाता है) औरहाइड्रोजन(एनेलिंग, डिपोजिशन, एपिटैक्सी और प्लाज्मा सफाई में कई भूमिकाएँ निभाता है)।

जैसे-जैसे अर्धचालक तकनीक विकसित और परिवर्तित हुई है, वैसे-वैसे विनिर्माण प्रक्रिया में प्रयुक्त गैसें भी विकसित और परिवर्तित हुई हैं। आज, अर्धचालक विनिर्माण संयंत्र कई प्रकार की गैसों का उपयोग करते हैं, जिनमें उत्कृष्ट गैसें जैसेक्रीप्टोणऔरनियोननाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड (NF 3 ) और टंगस्टन हेक्साफ्लोराइड (WF 6 ) जैसी प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के लिए।

शुद्धता की बढ़ती मांग

पहली व्यावसायिक माइक्रोचिप के आविष्कार के बाद से, दुनिया ने अर्धचालक उपकरणों के प्रदर्शन में आश्चर्यजनक रूप से लगभग घातीय वृद्धि देखी है। पिछले पाँच वर्षों में, इस प्रकार के प्रदर्शन सुधार को प्राप्त करने का एक सबसे सुरक्षित तरीका "आकार स्केलिंग" रहा है: किसी निश्चित स्थान में अधिक ट्रांजिस्टर फिट करने के लिए मौजूदा चिप आर्किटेक्चर के प्रमुख आयामों को कम करना। इसके अलावा, नए चिप आर्किटेक्चर के विकास और अत्याधुनिक सामग्रियों के उपयोग ने उपकरणों के प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि की है।

आज, अत्याधुनिक अर्धचालकों के महत्वपूर्ण आयाम इतने छोटे हो गए हैं कि आकार में बदलाव करके उपकरण के प्रदर्शन में सुधार करना अब संभव नहीं रहा। इसके बजाय, अर्धचालक शोधकर्ता नवीन सामग्रियों और 3D चिप आर्किटेक्चर के रूप में समाधान खोज रहे हैं।

दशकों के अथक पुनर्रचना के परिणामस्वरूप आज के अर्धचालक उपकरण पुराने माइक्रोचिप्स की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली हैं — लेकिन वे अधिक नाज़ुक भी हैं। 300 मिमी वेफर निर्माण तकनीक के आगमन ने अर्धचालक निर्माण के लिए आवश्यक अशुद्धता नियंत्रण के स्तर को बढ़ा दिया है। निर्माण प्रक्रिया में थोड़ा सा भी संदूषण (विशेषकर दुर्लभ या निष्क्रिय गैसें) उपकरण की विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है — इसलिए गैस की शुद्धता अब पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।

एक सामान्य अर्धचालक निर्माण संयंत्र के लिए, अति-उच्च-शुद्धता वाली गैस पहले से ही सिलिकॉन के बाद सबसे बड़ी सामग्री लागत है। अर्धचालकों की मांग के नए आयाम छूने के साथ ही इन लागतों में और वृद्धि होने की उम्मीद है। यूरोप की घटनाओं ने तनावपूर्ण अति-उच्च दाब प्राकृतिक गैस बाजार में और भी व्यवधान पैदा कर दिया है। यूक्रेन दुनिया के सबसे बड़े उच्च-शुद्धता वाले निर्यातकों में से एक है।नियोनसंकेत; रूस के आक्रमण का मतलब है कि इस दुर्लभ गैस की आपूर्ति सीमित हो रही है। इसके परिणामस्वरूप अन्य उत्कृष्ट गैसों, जैसेक्रीप्टोणऔरक्सीनन.