Vom Quarz (SiO²)über Siliziumkristall zum Reist-Silizium (7)
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Beim Tiegelziehen nach Czochralski (Abb. 7) wird Silizium in einem Quarztiegel, unter Zugabe des Dotierstoffes, geschmolzen (Schmelztemperatur circa 1415 °C). In diese Schmelze wird ein dünner Impfkristall mit einer vorgegebenen Kristallorientierung eingetaucht. Durch langsames Herausziehen des Impfkristalles unter Rotation erstarrt an ihm die Schmelze zu einem Einkristall. Mit diesem Verfahren werden heute Einkristalle bis zu 300 mm Durchmesser und einem Gewicht von über 100 kg hergestellt.
Beim Zonenziehen (Abb. 8) wird am unteren Ende eines polykristallinen Siliziumstabes durch induktive Erwärmung mittels Hochfrequenzspule ein Schmelztropfen erzeugt, der mit dem Impfkristall in Kontakt gebracht wird. Nach dem Anschmelzen des Impfkristalls wird durch langsames Senken des Stabes die Schmelzzone vom Impfkristall weg über die Länge des Si-Stabes verschoben. Der untere Teil des Stabes erstarrt dann entsprechend der Impflingsorientierung als Einkristall. Abb. 9 gibt einen Überblick über Reinstsilizium-Produkte. Für die Herstellung von Halbleiterbauelementen werden Scheiben mit genauen Abmessungen benötigt, die von dem entsprechend bearbeiteten stabförmigen Silizium-Kristall mit Innenloch-Diamantsägen abgetrennt werden. Auch bei der mechanischen Bearbeitung der Einkristalle hilft die Chemie. Beim Schleifen und Schneiden muss geschmiert, gekühlt und der Silizium-Abrieb entfernt werden. Hierzu geeignete wässrige Flüssigkeiten enthalten als Hauptbestandteil anionische oder kationische Tenside, ähnlich den im Haushalt verwendeten Geschirrspülmitteln, und oxidationshemmende Amine als Korrosionsschutz Weitere Informationen über Siliziumherstellung, die Verwendung von Reinst-Silizium und Siliziumverbindungen finden Sie in: Hopp, Vollrath, Grundlagen der Chemischen Technologie – ein Lehrbuch für Praxis und Berufbildung, Wiley – VCH Verlag GmbH, Weinheim, New York, Singapore, Toronto, 2001, 4. Auflage. siehe Seite: 29, 93, 249, 306-317.
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 Abbildung 7
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