Gas dengan kemurnian sangat tinggi (UHP) adalah sumber kehidupan industri semikonduktor. Ketika permintaan yang belum pernah terjadi sebelumnya dan gangguan terhadap rantai pasokan global mendorong kenaikan harga gas bertekanan sangat tinggi, desain semikonduktor dan praktik manufaktur baru meningkatkan tingkat pengendalian polusi yang diperlukan. Bagi produsen semikonduktor, memastikan kemurnian gas UHP menjadi lebih penting dari sebelumnya.

Gas dengan Kemurnian Ultra Tinggi (UHP) Sangat Penting dalam Manufaktur Semikonduktor Modern

Salah satu aplikasi utama gas UHP adalah inertisasi: Gas UHP digunakan untuk memberikan atmosfer pelindung di sekitar komponen semikonduktor, sehingga melindunginya dari efek berbahaya dari kelembapan, oksigen, dan kontaminan lainnya di atmosfer. Namun, inertisasi hanyalah salah satu dari banyak fungsi berbeda yang dilakukan gas dalam industri semikonduktor. Dari gas plasma primer hingga gas reaktif yang digunakan dalam etsa dan anil, gas bertekanan sangat tinggi digunakan untuk berbagai tujuan dan sangat penting di seluruh rantai pasokan semikonduktor.

Beberapa gas “inti” dalam industri semikonduktor antara lainnitrogen(digunakan sebagai pembersih umum dan gas inert),argon(digunakan sebagai gas plasma utama dalam reaksi etsa dan pengendapan),helium(digunakan sebagai gas inert dengan sifat perpindahan panas khusus) danhidrogen(memainkan banyak peran dalam anil, deposisi, epitaksi, dan pembersihan plasma).

Seiring dengan berkembang dan berubahnya teknologi semikonduktor, gas yang digunakan dalam proses produksi juga ikut berubah. Saat ini, pabrik semikonduktor menggunakan berbagai macam gas, mulai dari gas mulia sepertikriptonDanneonmenjadi spesies reaktif seperti nitrogen trifluorida (NF 3 ) dan tungsten heksafluorida (WF 6 ).

Meningkatnya permintaan akan kemurnian

Sejak penemuan microchip komersial pertama, dunia telah menyaksikan peningkatan kinerja perangkat semikonduktor yang hampir eksponensial. Selama lima tahun terakhir, salah satu cara paling pasti untuk mencapai peningkatan kinerja semacam ini adalah melalui “penskalaan ukuran”: mengurangi dimensi utama arsitektur chip yang ada untuk memasukkan lebih banyak transistor ke dalam ruang tertentu. Selain itu, pengembangan arsitektur chip baru dan penggunaan material mutakhir telah menghasilkan lompatan dalam kinerja perangkat.

Saat ini, dimensi penting semikonduktor mutakhir kini sangat kecil sehingga penskalaan ukuran tidak lagi menjadi cara yang tepat untuk meningkatkan kinerja perangkat. Sebaliknya, peneliti semikonduktor mencari solusi dalam bentuk material baru dan arsitektur chip 3D.

Desain ulang yang tak kenal lelah selama puluhan tahun berarti perangkat semikonduktor saat ini jauh lebih kuat daripada microchip lama — tetapi perangkat ini juga lebih rapuh. Munculnya teknologi fabrikasi wafer 300mm telah meningkatkan tingkat pengendalian pengotor yang diperlukan untuk pembuatan semikonduktor. Kontaminasi sekecil apa pun dalam proses produksi (terutama gas langka atau inert) dapat menyebabkan kegagalan peralatan yang sangat besar – sehingga kemurnian gas kini menjadi lebih penting dari sebelumnya.

Untuk pabrik fabrikasi semikonduktor pada umumnya, gas dengan kemurnian sangat tinggi sudah menjadi biaya material terbesar setelah silikon itu sendiri. Biaya-biaya ini diperkirakan akan meningkat karena permintaan semikonduktor melonjak ke tingkat yang lebih tinggi. Peristiwa di Eropa telah menyebabkan gangguan tambahan terhadap ketegangan pasar gas alam bertekanan sangat tinggi. Ukraina adalah salah satu eksportir kemurnian tinggi terbesar di dunianeontanda-tanda; Invasi Rusia berarti pasokan gas langka menjadi terbatas. Hal ini pada gilirannya menyebabkan kelangkaan dan kenaikan harga gas mulia lainnya sepertikriptonDanxenon.