Les gaz ultra-purs (UHP) sont essentiels à l'industrie des semi-conducteurs. Face à une 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 exigent un niveau de contrôle de la pollution encore plus élevé. Pour les fabricants de semi-conducteurs, garantir la pureté des gaz UHP est plus important que jamais.

Les gaz ultra-purs (UHP) sont absolument essentiels dans la fabrication moderne des semi-conducteurs.

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

Parmi les gaz « essentiels » à l'industrie des semi-conducteurs, on trouve notamment :azote(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 doté de propriétés particulières de transfert de chaleur) ethydrogène(joue de multiples rôles dans le recuit, le dépôt, l'épitaxie et le nettoyage au plasma).

Avec l'évolution de la technologie des semi-conducteurs, les gaz utilisés dans leur fabrication ont également évolué. Aujourd'hui, les usines de fabrication de semi-conducteurs utilisent une large gamme de gaz, allant des gaz rares comme…kryptonetnéonaux 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 puce électronique commerciale, le monde a assisté à une augmentation quasi exponentielle des performances des semi-conducteurs. Ces cinq dernières années, l'un des moyens les plus sûrs d'y parvenir a été la miniaturisation : réduire les dimensions clés des architectures de puces existantes afin d'intégrer davantage de transistors dans un espace donné. Par ailleurs, le développement de nouvelles architectures de puces et l'utilisation de matériaux de pointe ont permis des progrès considérables en matière de performances.

Aujourd'hui, les dimensions critiques des semi-conducteurs de pointe sont si réduites que la miniaturisation n'est plus une solution viable pour améliorer leurs performances. Les chercheurs en semi-conducteurs se tournent donc vers de nouveaux matériaux et des architectures de puces 3D.

Des décennies d'améliorations constantes ont permis de concevoir des semi-conducteurs bien plus performants que les puces d'antan, mais aussi plus fragiles. L'avènement de la technologie de fabrication sur plaquettes de 300 mm a accru le niveau de contrôle des impuretés requis pour la production de semi-conducteurs. La moindre contamination lors d'un processus de fabrication (en particulier par des gaz rares ou inertes) peut entraîner une défaillance catastrophique des équipements ; la pureté des gaz est donc plus cruciale que jamais.

Pour une usine de fabrication de semi-conducteurs classique, le gaz ultra-pur représente déjà le poste de dépense le plus important après le silicium lui-même. Ces coûts devraient encore augmenter à mesure que la demande de semi-conducteurs atteindra des sommets. Les événements en Europe ont accentué les perturbations sur le marché déjà tendu du gaz naturel à ultra-haute pression. L'Ukraine est l'un des plus grands exportateurs mondiaux de gaz de haute pureté.néonSignes avant-coureurs : l’invasion russe entraîne une pénurie de gaz rare, ce qui provoque des pénuries et une hausse des prix d’autres gaz nobles comme…kryptonetxénon.