Der globale Markt für elektronische Spezialgase für integrierte Schaltungen erreichte 2018 ein Volumen von 4,512 Milliarden US-Dollar, was einem Anstieg von 16 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Das hohe Wachstum der Branche für elektronische Spezialgase in der Halbleiterindustrie und die enorme Marktgröße haben den inländischen Plan zur Substitution herkömmlicher elektronischer Spezialgase beschleunigt!
Was ist Elektronengas?
Elektronisches Gas ist der Grundstoff für die Herstellung von Halbleitern, Flachbildschirmen, Leuchtdioden, Solarzellen und anderen elektronischen Produkten und findet breite Anwendung bei Reinigungsprozessen, Ätzverfahren, Schichtbildung, Dotierung und weiteren Verfahren. Zu den Hauptanwendungsgebieten elektronischer Gase zählen die Elektronikindustrie, Solarzellen, Mobilkommunikation, Fahrzeugnavigationssysteme, Audio- und Videosysteme im Auto, die Luft- und Raumfahrt, die Rüstungsindustrie und viele weitere Bereiche.
Elektronische Spezialgase lassen sich anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in sieben Kategorien einteilen: Silizium, Arsen, Phosphor, Bor, Metallhydride, Halogenide und Metallalkoxide. Je nach Anwendung in integrierten Schaltungen werden sie in Dotierungsgase, Epitaxiegase, Ionenimplantationsgase, LED-Gase, Ätzgase, Gase für die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und Trägergase unterteilt. In der Halbleiterindustrie werden über 110 verschiedene Spezialgase verwendet, von denen mehr als 30 häufig zum Einsatz kommen.
Die Halbleiterindustrie unterscheidet im Allgemeinen zwei Arten von Gasen: Standardgase und Spezialgase. Standardgase werden zentral bereitgestellt und in großen Mengen verwendet, beispielsweise N₂, H₂, O₂, Ar, He usw. Spezialgase sind chemische Gase, die in verschiedenen Prozessen der Halbleiterherstellung zum Einsatz kommen, etwa beim Extensions-, Ioneninjektions-, Misch-, Wasch- und Maskenprozess. Diese werden heute als elektronische Spezialgase bezeichnet und umfassen beispielsweise hochreines SiH₄, PH₃, AsH₃, B₂H₆, N₂O, NH₃, SF₆, NF₃, CF₄, BCl₃, BF₃, HCl, Cl₂ usw.
Im gesamten Produktionsprozess der Halbleiterindustrie, vom Chipwachstum bis zur Endverpackung der Bauelemente, ist nahezu jeder Schritt untrennbar mit elektronischen Spezialgasen verbunden. Aufgrund der Vielfalt der verwendeten Gase und der hohen Qualitätsanforderungen sind elektronische Gase für Halbleitermaterialien quasi „Nahrungsmittel“.
In den letzten Jahren hat China seine Produktionskapazitäten für wichtige elektronische Bauteile wie Halbleiter und Displaypanels deutlich ausgebaut, und es besteht eine starke Nachfrage nach importierten elektronischen Chemikalien. Die Bedeutung von Elektronikgasen in der Halbleiterindustrie hat sich zunehmend verstärkt. Der heimische Elektronikgassektor wird ein rasantes Wachstum verzeichnen.
Elektronische Spezialgase unterliegen sehr hohen Reinheitsanforderungen. Entspricht die Reinheit nicht den Vorgaben, bilden Verunreinigungen wie Wasserdampf und Sauerstoff leicht Oxidschichten auf der Oberfläche von Halbleitern. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer elektronischer Bauelemente. Zudem können Verunreinigungen im Spezialgas Kurzschlüsse und Schäden an den Halbleiterschaltungen verursachen. Die Verbesserung der Reinheit spielt daher eine entscheidende Rolle für die Ausbeute und Leistungsfähigkeit in der Elektronikfertigung.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Halbleiterindustrie verbessert sich der Chipherstellungsprozess stetig und hat mittlerweile 5 nm erreicht. Dies nähert sich der Grenze des Mooreschen Gesetzes, die einem Zwanzigstel des Durchmessers eines menschlichen Haares (ca. 0,1 mm) entspricht. Daher steigen auch die Anforderungen an die Reinheit des in der Halbleiterindustrie verwendeten Spezialgases.
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2021
