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NotizMehr Wafer-Rohlinge: Sumco investiert 2 Milliarden USD für neue Fabrik
Sumco als einer der weltgrößten Lieferanten von Wafer-Rohlingen investiert über 2 Milliarden US-Dollar in ein neues Werk. Denn die hohe Nachfrage nach Chips kann in den Fabriken gar nicht erst bedient werden, wenn es schon an den Grundlagen fehlt, und diese soll sich nach Sumcos Analysen nicht abschwächen.
Es gibt natürlich viele Varianten einen einkristall mit entsprechend niedriger Defektdichte herzustellen. Die hier im Bild gezeigten wurden mithilfe des Czochalski verfahrens produziert welches die größten Kristalle für etwa Silizium ermöglicht.
Andere Substrate und Verbundhalbleiter benötigen andere, genauere verfahren was kleinere Kristalle und höhere Kosten verursacht. (Float Zone Verfahren, gerichtete Erstarrung im tiegel usw.)
Wer dazu mehr wissen möchte einfach melden. Mit Hilfe des Czochalski verfahrens sind bereits Kristalle von 450mm Durchmesser (Zukünftige wafergröße) und zwei Metern Länge möglich.
Gut, dass was an der Waffermenge getan wird. Die Preise werden trotzdem kaum sinken. Der Silciumpreis hat sich in kürzester Zeit vervierfacht. Ich bin immer froher, dass ich meinen PC vor nem Jahr und meine Grafikkarte (UVP) vor kurzem aufrüsten konnte....so bin ich erst mal aus der Preisrallye draußen.
meld - Den Teil kannte ich noch gar nicht, aber dank des Stichwortes Czochalski bin ich auf den gleichnamigen Wikipedia-Artikel aufmerksam geworden. Danke! Sind rohe Wafer echt nur Silizium-Scheiben? Oder müssen die nach dem Schneiden noch nachbearbeitet werden?
@SoDaTierchen war schon eine Herausforderung das richtig zu schreiben. Schön dass du fündig geworden bist
Grundsätzlich liegst du da richtig, die großen zapfen werden so eng wie möglich gesägt und auf einer Seite poliert. Verwendet werden dafür meist Bandsägen. Die Grundebenheit beträgt hier dann auch weniger als 500nm, meist Sogar genauer.
Anschließend werden die Waferrohlinge durch Implantation mit (meistens) Bor vordotiert. Danach sind die Wafer p-Dotiert und man spart bei der ersten Wannenimplantation einen Schritt da die Positiven Wannen schon vorhanden sind, dann Folgen noch die negativen Dotierungen mit anderen Materialien. Das geschieht aber nicht mehr beim Hersteller sondern beim fertiger.
Ab Werk ist auch eine n-dotierung möglich, aufgrund der Eigenschaften von Phosphor (Implantationstiefe, Diffusionslängen usw) ist das aber meist der gewählte weg bei Silizium für eine n-dotierung und Bor für eine p-Dotierung. Wir reden hier meist von einer dichte von 10^18 P pro mol Silizium. Geht auch weniger oder viel mehr, kommt drauf an was man machen möchte.
Will man tiefere pn Übergänge dotiert man beispsweise auf p Seite mit Aluminium, auf n-seite mit Antimon oder Arsen. Die Gründe dafür sind vielfältig und gehen weit über die Grundlagen hinaus weshalb ich das hier erstmal ausklammere. Wichtig sind erstmal Bor und Phosphor
Gut, dass was an der Waffermenge getan wird. Die Preise werden trotzdem kaum sinken. Der Silciumpreis hat sich in kürzester Zeit vervierfacht. Ich bin immer froher, dass ich meinen PC vor nem Jahr und meine Grafikkarte (UVP) vor kurzem aufrüsten konnte....so bin ich erst mal aus der Preisrallye draußen.
Die Einkaufspreise für unsere 6" prime Si-Wafers oder SiO2-Wafers sind zum Glück nur moderat angestiegen (von 25 auf 30 € each SiO2 bei kleinen Abnahmemengen), für gute (beste) Qualität muss man aber nach wie vor ausländische Märkte anzapfen. Kann mir aber vorstellen, dass das bei großen Wafern (>= 12") schon wieder anders aussieht.
Das ASML die ganze Technik und Maschinerie entwickelt ist ja bekannt.
Aber das Waffer als Rohlinge eingekauft werden ist mir irgendwie überhaupt nicht in den Sinn gekommen. Dabei ist das doch nur logisch.
Du sagst die werden auf Bandsägen geschnitten? Vermutlich mit extra dünnem Blatt und Diamantschneiden oder?
Oder ist der Rohling für so ein 300mm /450mm Wafer günstig genug dass das nicht relevant ist?
P.S wieso sind die eigentlich vorne spitz und aussen so verdrillt?
@Haldi ja, entweder Diamant oder Siliziumcarbit bzw Wolframcarbit. Kommt immer auf das Material an was gesägt werden muss.
Verschnitt ist immer da aber letztendlich nicht relevant da 100% des Ausschusses einfach wieder eingeschmolzen werden kann. Somit ist Abfall hier halb so wild. Das Material ist ja schon rein.
Wir reden hier bei den Ausgangsstoffen auch nicht über "glas" als Grundmaterial sondern 5N Silizium (Gallium, Germanium, Indium usw. Was man halt züchten möchte). 5N bedeutet 99.99999% Reinheit.
Bei jedem Züchtungsverfahren kann man anhand der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe sehr gut Einfluss auf die Zusammensetzung der wafer nehmen. Hier hat das Czochralski verfahren leider ein paar Nachteile bei Verbundhalbleitern welche O oder N enthalten, lässt sich umgehen, aber die Verteilung und Genauigkeit der Legierung und Dotierung ist im tiegel Oder float zone immer besser. Dort lässt man Verunreinigungen Mittels des natürlichen Hitzeverlaufs an den rand diffundieren und schneidet sie dann einfach ab. Das kann man Sogar mehrfach machen, lohnt sich aber nur bei sehr teuren Materialen.
Bei der Czochralski Züchtung geht das nicht so einfach bei der Herstellung, hier muss die schmelze einfach passen.
Wie gesagt alles sehr interessant und komplex, schwer das einfach zu halten gibt's viele Probleme und Kniffe damit umzugehen
Bin ja mal gespannt, ob die auch die Rohstoffgewinnung erhöhen werden.
Ist wie bei der Battterieproduktion, die alleine für Autos um den Faktor 10 gesteigert werden soll, aber schon jetzt gibt es ernsthafte Schwierigkeiten, weil Länder wie Argentinien komplett verwüstet werden. Wobei das wortwörtlich zu nehmen ist, denn wo die seltenen Erden abgebaut werden, wird das Grundwasser nicht nur abgepumpt, sondern auch für immer ungenießbar gemacht. Ich habe mir eien Doku angeschaut, da fällt einem die Kinnlade runter, um wieviel schlimemr da sist als man es sich auch nur vorstellen konnte.
@BxBender :
Die Doku kenne ich auch, aber das ist leider wieder einmal eine ÖR-verhunzte : die bauen dort grundsätzlich Kalium (Salz) ab, das Lithium ist nur ein Abfallprodukt - zwar ein sehr wertvolles, aber in Wien wird auch aus dem Abwasser Gold gefiltert (bis zu 900g/Jahr).
Dass dort in Argentinien, Peru etc. die Welt zur Wüste wird, ist bereits seit nahezu 40 Jahren oder sogar noch länger der Fall, nur in den letzten Jahren hat man dort eben sehr hohe Werte an Lithium mit gewinnen können.
Anders verhält es sich mit Kobalt : das wird in der Tat bis heute durch größtenteils Kinderarbeit im Kongo gefördert, denn für Kinder benötigt man einfach kleinere Stollen in dem sehr harten Gestein. Das dort gewonnene Kobalt wird über mehrere dubiose Kanäle in die ganze Welt verschifft, teilweise sogar als Abraum getarnt in westliche Minen erst eingebracht und dann wieder gefördert (ist wie Geldwäsche...).
