Les gaz ultra-haute pureté (UHP) sont essentiels à l'industrie des semi-conducteurs. Face à la demande sans précédent et aux perturbations des chaînes d'approvisionnement mondiales qui font grimper le prix des gaz ultra-haute pression, les nouvelles pratiques de conception et de fabrication des semi-conducteurs renforcent le contrôle de la pollution. Pour les fabricants de semi-conducteurs, garantir la pureté du gaz UHP est plus important que jamais.

Les gaz de très haute pureté (UHP) sont absolument essentiels dans la fabrication moderne de semi-conducteurs

L'une des principales applications du gaz UHP est l'inertage : il sert à créer une atmosphère protectrice autour des composants semi-conducteurs, les protégeant ainsi des effets nocifs de l'humidité, de l'oxygène et d'autres contaminants atmosphériques. Cependant, l'inertage n'est qu'une des nombreuses fonctions des gaz dans l'industrie des semi-conducteurs. Des gaz plasmagènes primaires aux gaz réactifs utilisés pour la gravure et le recuit, les gaz ultra-haute pression sont utilisés à de nombreuses fins et sont essentiels tout au long de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs.

Certains des gaz « essentiels » de l’industrie des semi-conducteurs comprennentazote(utilisé comme gaz de nettoyage général et gaz inerte),argon(utilisé comme gaz plasma primaire dans les réactions de gravure et de dépôt),hélium(utilisé comme gaz inerte avec des propriétés spéciales de transfert de chaleur) ethydrogène(joue plusieurs rôles dans le recuit, le dépôt, l'épitaxie et le nettoyage au plasma).

L'évolution de la technologie des semi-conducteurs a entraîné celle des gaz utilisés dans le processus de fabrication. Aujourd'hui, les usines de fabrication de semi-conducteurs utilisent une large gamme de gaz, allant des gaz nobles tels quekryptonetnéonaux espèces réactives telles que le trifluorure d'azote (NF 3 ) et l'hexafluorure de tungstène (WF 6 ).

Demande croissante de pureté

Depuis l'invention de la première micropuce commerciale, le monde a assisté à une croissance quasi exponentielle des performances des semi-conducteurs. Au cours des cinq dernières années, l'un des moyens les plus sûrs d'obtenir ce type d'amélioration des performances a été la « mise à l'échelle » : la réduction des dimensions clés des architectures de puces existantes afin d'intégrer davantage de transistors dans un espace donné. De plus, le développement de nouvelles architectures de puces et l'utilisation de matériaux de pointe ont permis d'améliorer considérablement les performances des dispositifs.

Aujourd'hui, les dimensions critiques des semi-conducteurs de pointe sont si réduites que l'augmentation de la taille ne constitue plus une solution viable pour améliorer les performances des dispositifs. Les chercheurs en semi-conducteurs recherchent donc des solutions sous la forme de nouveaux matériaux et d'architectures de puces 3D.

Des décennies de refonte incessante ont permis aux semi-conducteurs actuels d'être bien plus puissants que les anciennes puces électroniques, mais aussi plus fragiles. L'avènement de la technologie de fabrication de plaquettes de 300 mm a renforcé le contrôle des impuretés requis pour la fabrication des semi-conducteurs. La moindre contamination lors d'un processus de fabrication (notamment les gaz rares ou inertes) peut entraîner une défaillance catastrophique des équipements ; la pureté des gaz est donc plus importante que jamais.

Pour une usine de fabrication de semi-conducteurs classique, le gaz ultra-pur représente déjà la dépense matérielle la plus importante après le silicium lui-même. Ces coûts ne devraient qu'augmenter avec l'explosion de la demande de semi-conducteurs. Les événements en Europe ont encore perturbé le marché tendu du gaz naturel ultra-pur. L'Ukraine est l'un des plus grands exportateurs mondiaux de gaz ultra-pur.néonSignes : l'invasion russe limite l'approvisionnement en gaz rare. Cela a entraîné des pénuries et une hausse des prix d'autres gaz nobles, tels quekryptonetxénon.