Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blitze im Nanokosmos - in Millisekunden auf 2000°C

18.10.2004


Schema Blitzlampen-Temperung


Das Erzielen hoher Temperaturen in immer kürzeren Zeiten spielt eine Schlüsselrolle für die Produktion zukünftiger Chip-Generationen und bei Anwendungen in der Nanotechnologie. Im Dresdner Forschungszentrum Rossendorf (FZR) ist Europas erste kommerzielle Anlage für die blitzschnelle Wärmebehandlung (Temperung) von Halbleiter- und anderen Materialien im Millisekunden-Bereich entwickelt worden. Dies gelang in enger Zusammenarbeit mit zwei sächsischen Firmen, der FHR Anlagenbau GmbH aus Ottendorf-Okrilla, einem mittelständischen Anlagenhersteller, und der nanoparc GmbH aus Rossendorf, einer Ausgründung aus dem FZR.


Die Dresdner Anlage wird am Donnerstag, den 21. Oktober, eingeweiht. Sie entstand im Rahmen eines EU-Forschungsprojekts mit einem Fördervolumen von rund 2 Mio Euro unter Federführung des Forschungszentrums Rossendorf. "Elf Partner aus England, Frankreich, Griechenland, Spanien und Deutschland, darunter solch renommierte Partner wie die Cambridge University und der europäische Luft- und Raumfahrtkonzern EADS, beteiligen sich an dem Projekt, bei dem es um ein Verfahren zum verbesserten Kristallwachstum von wenige Nanometer dicken Halbleiterkristallen geht. Wir haben mit unserer zum Patent angemeldeten Blitzanlage Siliziumkarbid-Schichten auf Silizium-Wafer, dem Rohmaterial für Computerchips, regelrecht aufgeschmolzen.", so Dr. Wolfgang Skorupa, Leiter des Projektteams. Durch das ultrakurze Aufschmelzen der Übergangsregion zwischen den beiden unterschiedlichen Halbleiterkristallen werden diese deutlich passfähiger zueinander.

Die Hochtemperatur-Behandlung von Halbleitermaterialien dient in der Regel einerseits der Beseitigung von prozessbedingten Defekten sowie andererseits der gezielten Umverteilung und Platzierung von Fremdatomen in solchen Halbleiterkristallen. In der Silizium-Chiptechnologie werden mit der fortschreitenden Miniaturisierung in den Nanometer-Bereich hinein immer kürzere Temperzeiten erforderlich, um die Umverteilung von Fremdatomen zu minimieren. Die Möglichkeit, ultrakurze Wärmebehandlungen im Temperaturbereich bis zu 2000°C durchzuführen, erschließt damit neue Möglichkeiten in der Nanotechnologie.


Vor mehr als 20 Jahren gab es bereits erste Vorentwicklungen des FZR zu den Problemen der blitzschnellen Temperung von Halbleitermaterialien, wobei man mit einem selbst konstruierten Versuchsaufbau vorlieb nehmen musste. Die gesammelten Erfahrungen bildeten jedoch die Grundlage für die nun erfolgte Neukonstruktion. Damals kooperierte man eng mit der Firma ZMD als der führenden Dresdner Mikroelektronik-Schmiede.

Für heute gebräuchliche Temperverfahren werden Öfen oder Halogenlampen eingesetzt. Während mit Halogenlampen die kürzesten Temperzeiten bei etwa einer Sekunde liegen, enthalten Blitzlampen Xenongas zur Erzeugung von Lichtimpulsen im Millisekundenbereich. Licht aus solchen Lampen ist kurzwelliger (blauer) als das aus Halogenlampen. Das ist für viele Anwendungen vorteilhaft. So sind z. B. alle Fotoblitze aber auch die moderneren Scheinwerferanlagen von PKWs mit diesem Lampentyp ausgerüstet. Die eingebrachte Elektroenergie wird hierbei fast vollständig in Lichtenergie umgesetzt und die Verlustwärme ist minimal. Dazu kommt der Vorteil einer schnelleren Schaltbarkeit dieser Lampen.

Die neuentwickelte Anlage ermöglicht nun Pulszeiten bis hinab zu 0,8 Millisekunden. Während die üblichen Temperverfahren die Materialien komplett durchwärmen, wird bei der Blitzlampentemperung nur die Oberfläche aufgeheizt, das Material selbst aber bleibt kühl. "Auf dem Gebiet gibt es derzeit weltweit einen starken Entwicklungsbedarf in der Halbleiterindustrie, so dass wir zunächst vor allem Kundschaft aus dem F&E-Bereich erwarten", wie Dr. Thoralf Gebel, Geschäftsführer der nanoparc GmbH, ausführt.

Die Einsatzfelder liegen dabei nicht nur in der Chip- und Nanotechnologie, sondern auch in der Photovoltaik und anderen Gebieten der Werkstofftechnik. Die "Großen" der Halbleiterausrüster aus den USA und weitere Firmen aus dem In- und Ausland sind so nicht zufällig im Lauf der letzten Jahre im Forschungszentrum Rossendorf vorstellig geworden, um sich vor Ort über diese Entwicklung zu informieren und sogar Testexperimente an der Vorläuferanlage durchzuführen.

Die nun anstehende Inbetriebnahme der neuen Anlage für die blitzschnelle Wärmebehandlung stellt einen weiteren Baustein bei der Entwicklung der Halbleiterindustrie im Dresdner Raum dar. Wolfgang Hentsch, einer der Geschäftsführer der FHR Anlagenbau GmbH, betont, dass "eine wichtige Herausforderung der weiteren Kooperation mit den Kollegen vom FZR und der nanoparc GmbH die Erweiterung der Anlage für Waferabmessungen im Bereich 300 mm und höher sein wird, wie dies z.B. von der modernen Mikroelektronik-, aber auch Solarzellen-Industrie gefordert wird. FHR Anlagenbau und seine Partner sind sehr interessiert, künftig diese Zukunftstechnik zu bauen und zu vermarkten."

Anlässlich der Einweihung der neuen Anlage im FZR veranstalten das FZR, die nanoparc GmbH und die FHR Anlagenbau GmbH am Donnerstag, dem 21. Oktober 2004 einen Workshop "Blitzlampen-Temperverfahren" im Technologiezentrum ROTECH in Rossendorf. Eingeladen sind Vertreter interessierter Firmen und Forschungseinrichtungen.

Ansprechpartner im FZR:
Dr. Wolfgang Skorupa
Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung
Tel.: 0351 260-3612; Email: w.skorupa @fz-rossendorf.de

Dr. Christine Bohnet | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-rossendorf.de
http://www.fhr.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Mitarbeiter der Hochschule Ulm entwickeln neue Methode zur Desinfektion von Kontaktlinsen
17.07.2017 | Hochschule Ulm

nachricht Form aus dem Vakuum: Tiefziehen von Dünnglas eröffnet neue Anwendungsfelder
07.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten