Kurze Einführung in die Halbleitertechnologie

Gestern war Exkursion angesagt. Der Hauptteil der Studenten fuhr im grossen Bus, die mit den höheren Weihen durften zu den Professoren in den Kleinbus. Zuerst ging es zur Firma Lattice Power, die sich auf LEDs spezialisiert hat. Das sind Bauelemente, hier auf Grundlage von Galliumnitrid, die bei Anlegen einer Spannung leuchten. Das tun gewöhnliche Birnen zwar auch. Die LEDs verbrauchen allerding kaum Leistung, die ganze elektrische Energie wird in Licht umgesetzt (bei der Birne verschwindet sie in unerwünschte Wärme) und die Lebensdauer ist ein Vielfaches. Den Vorteil sieht man schon deutlich in der Autoindustrie: es gibt kam mehr Birnchen in den Scheinwerfern und Rückleuchten. Mit Freude habe ich in den Produktionsräumen Geräte der Fa. Aixtron gesehen: ich habe vor etwa 20 Jahren die Gründung der Firma miterlebt. Es stört hier niemand, wenn Ammoniak (das gelbe Fass) austritt und die Nasen spült. Die Firma ist der Stolz unserer Provinz und riesiges Gelände ist für ihre Erweiterng vorgesehen (s. Bild vom Dach ). Wenn man es geschickt macht, kann man farbiges statt weisses Licht erzeugen. Damit kann man einen RGB (rot grün blau) Bildschirm bauen. Die Ergebnisse sind in Wirklichkeit noch überzeugender als im Photo (die Äpfel) zu sehen.




Die nächste Station war eine Firma, die hochreines Silizium herstellt. Das geschieht in sogenannten Ziehöfen, in denen das Grundmaterial, noch ungeordnetes Silizium, aufgeschmolzen wird. Diese Öfen sind wie eine Allee angeordnet. Innen sind Graphit/Quarz-Tiegel, in denen dieses Silizium aufgeschmolzen wird. Den einzelnen Tiegel und die Schmelze sind in drei Bildern dargestellt. Jetzt wird von oben ein Stab eingeführt, an des unterem Ende ein kleines Stück schon "gutes" Silizium (ein Impfling) befestigt ist. Dieser Impfling netzt die Oberfläche der Schmelze, diese erstarrt dort, da der Impfling Kälte mit sich bringt und nimmt die Kristallform des Impflings an. Es sind in den Bildern mit der Schmelze zwei Phasen dargestellt: Im ersten Bild sieht man den Stab mit dem Impfling, im zweiten wurde schon eine grosse Menge an Silizium herausgezogen. Das Silizium wird beim Herausziehen breiter und breiter und kann bis 30 cm oder mehr Durchmesser haben. Wenn der Ziehvorgang beendet ist, ergibt sich ein Kristall, der im vorletzten Bild zu sehen ist (etwas unglücklich photographiert: die hintere Säule hat nichts damit zu tun). Oben sieht man noch den Impfling. Dieser Kristall wird normalerweise wie eine Salami in Scheiben gesägt, so dass man diese zu chips in einer Grösse von ca. cm x cm weiterbearbeiten kann. Das hätte für die Solaranwendung keinen Sinn. Für die Module braucht man quadratische Scheiben. Deshalb werden die Kristalle in Längen von ca. 50 cm geschnitten und an den Seiten vier Halb- oder kleinere Monde weggeschnitten. Wenn man jetzt den Kristall in Scheiben schneiden würde, hätte man schon fast die gewünschten Quadrate. Es bleiben aber noch kleine Rundungen an den Diagonalenden übrig. Diese nimmt man in einem zweten Schnitt vorher weg. Wenn Ihr den eingespannten Kristall und die weggeschnittenen Anteile anschaut, versteht Ihr sicher, was ich etwas umständlich beschrieben habe.


Im übrigen Danke ich für das Video. Es ist schon sehr pietätvoll, nicht nur mir, sondern auch meinem Fahrrad die letzte ölung zu spenden.

Grüsse an Euch alle, Wolfgang