Halbleiter brauchen Silane 

Schlagworte wie Chipmangel, Lieferengpässe bei Halbleitern und Materialknappheit sind seit Monaten fester Bestandteil der Wirtschaftsnachrichten. In diesem Jahr wird sich das vermutlich nicht ändern, während der Bedarf steigt. Die Folge: Automobilhersteller mussten bereits zeitweise ihre Bänder anhalten, auch in anderen Industrien und Branchen stockt immer wieder die Produktion. 

Komplexer Herstellungsprozess 

Die Herstellung dieser Mikrochips ist ein komplexer, hochpräziser Vorgang. Gerade deshalb lassen sich Fertigungskapazitäten nicht so einfach ausbauen. Hunderte Schritte sind nötig, bis ein Mikrochip fertig ist. 

An mehreren Stellen werden Silane benötigt. So werden besonders reine Chlorsilane genutzt, um monokristallines Silizium herzustellen, aus dem sogenannte Wafer geschnitten werden. „Das sind runde, dünne Scheiben, die aus hochreinem Silizium in Form eines Einkristalls hergestellt werden“, erklärt Johanna Schuchmann, Marketing Manager Semiconductors bei Evonik Silanes. Sie sind etwa einen Millimeter dick und haben meist einen Durchmesser von 200 bis 300 Millimetern.  

Die Wafer sind die Basis, auf der in vielen Arbeitsschritten die Mikrochips aufgebaut werden. Nacheinander werden mit speziellen Verfahren hauchdünne Schichten unterschiedlicher Materialien aufgetragen. Eines dieser Verfahren heißt Chemical Vapor Deposition. Dabei lassen ultrahochreine Silane von Evonik Siliziumdioxid (SiO2) entstehen, das elektronisch leitende Schichten voneinander trennt. „Am Ende des Herstellungsprozesses befinden sich Hunderte Chips auf dem finalen Silizium-Wafer. Diese werden anschließend mit einer Diamantsäge ausgeschnitten“, sagt Johanna Schuchmann. 

Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften erfordert der Umgang mit Chlorsilanen besondere Sorgfalt.  „Unsere Kunden profitieren hier von unserer langjährigen Erfahrung“, betont Schuchmann. „Unsere Expertenteams unterstützen sie rund um die Uhr in technischen und sicherheitsrelevanten Fragestellungen.“  

Hochreine Silane für die Halbleiterproduktion 

Die in der Halbleitertechnik verwendeten Silane vermarktet Evonik unter den Markennamen DYNASYLAN® und SIRIDION®. Mehrere Reinigungsschritte während der Produktion stellen sicher, dass die Materialien am Ende Reinheiten von bis zu 99,999999 Prozent aufweisen. 

„Verunreinigungen, etwa durch Metalle, sind in diesen Anwendungen problematisch“, sagt die Expertin. Umso wichtiger sei es, die Spezifikation der gelieferten Silane gemeinsam mit dem Kunden detailliert zu besprechen. Denn je nach Anwendung können die Anforderungen ganz unterschiedlich sein. 

Was immer gleich ist: Die aufwändige Freigabeanalytik, die die Evonik-Produkte noch im Werk vor ihrer Auslieferung durchlaufen. Dies soll sicherstellen, dass jeder Kunde stets genau das erhält, was er erwartet. Mit der Spurenanalytik etwa spüren die Evonik-Experten schon ein einziges Fremdatom in einer Menge von mehr als einer Milliarde Atomen auf.   

Individuelle Lösungen 

Gerade für die Halbleiterindustrie ist diese Reinheit von überragender Bedeutung. Allein ausreichend sei sie aber nicht, sagt Schuchmann: „Wir entwickeln maßgeschneiderte Lösungen – stets in enger Zusammenarbeit mit den Kunden, um gemeinsam die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. So können wir mit unseren Silanen auch künftigen Anforderungen und neuen Technologien in der Halbleiterindustrie gerecht werden.“