Herstellung von Transistoren Von Nikola Pavlovic und Laurenz Strothmann.

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Herstellung von Transistoren Von Nikola Pavlovic und Laurenz Strothmann

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  • Inhaltsverzeichnis 1.Herstellung von Roh-Silizium 2.2. Stufe des Roh- Silizium 3. Trichlorsilan Herstellung 4. 3. Stufe (Trichlorsilan) 5. Tiegelziehen 6. Herstellung von Wafern (Scheiben 1/2) 7. Herstellung von Wafern (Scheiben 2/2) 8. Polymerelektronik 9. Transistor aus Polymeren Stoffen 10. Aufbau der Polymere 11. Anwendung
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  • Herstellung von Roh-Silizium Um Reinst-Silizium herzustellen bentigt man als erstes Roh-Silizium Roh-Silizium wird mit Fels-Quarz bzw. mit Kiesel-Quarz, das eine hohe Reinheit besitzt (. 99 %), und verschiedenen Mischungen von Kohle, Koks, Holzkohlearten und Holzschnitzel, die von der Reinheit, Elektrischem Widerstand und Preis abhngig gemacht Beim Herstellen von Roh-Silizium wird Siliziumoxid im Niederschachtofen mit Kohle/Koks Reduziert Reaktionsgleichung : SiO2 + c2 Si + 2CO Dabei darf Silizium nicht mit einem oder 3 Kohlenstoffteilchen (C) Reduzieren SiO2 + C/3C SiO + CO/3CO Reduktion des Siliziumoxid
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  • 2. Stufe des Roh- Silizium Als 2, wird das Roh-Silizium im Wirbelschicht-Reaktor weiterverarbeitet Das Roh-Silizium wird in einer chemischen Reaktion zu Trichlorsilan (SiHCI) Si + 3HCi SiHCI3 + H2 Dabei wird das Roh- Silizium (0,1mm Korngre) mit Chlorwasserstoff durchwirbelt Das hat auch als Effekt, dass das Trichlorisal von Verunreinigungen befreit wird
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  • Trichlorsilan Herstellung
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  • 3. Stufe (Trichlorsilan) In der letzten Stufe wird mit Hilfe von Wasserstoff polykristallens Reins-Silizium hergestellt 4SIHCI3 + 2H2 3Si + SiCL3 + H2 Das Trichlorsilan wird mit Wassestoff in einem Abscheidungsreaktor an Reinst-Silizium-Dnnstben, die durch einen direkten Stromdurchgang auf 1100 erhitzt werden, umgesetzt dadurch scheidet sich das Silizium an den Dnnstben ab und wird immer dicker. Dann muss man den Strom, der durch die Stbe fliet erhhen um die Temperatur konstant zu halten so entstehen Reinst-Silizium Stbe, einen Durchmesser von 200mm und eine lnge von 2000mm.
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  • Tiegelziehen Beim Tiegelziehen wir das Silizium unter zugabe des Dotierstoffes in einen Quarztiegel verwandelt Dabei wird eine spezielle Schmelze verwendet Durch langsames herausziehen und rotieren des Kristalles erstarrt er und wird zu einem Einkrisstall, der bei einem Durchmesse von 200mm ein Gewicht bis zu 100 kg besitzt Einkristall
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  • Herstellung von Wafern (Scheiben 1/2) Um Halbleiterbauelemente herzustellen braucht man Wafer, das sind Siliziumscheiben, die mit einer Sgemaschine geschnitten werden. Die Sgeklinge besteht aus einer Diamantenklinge Es werden exakt genaue Schnitte durchgefhrt, wobei nur ein minimaler Materialverlust entsteht Dann muss das Silizium mit 2 Metallplatten noch geschliffen werden (siehe nchste Seite) dies Geschieht durch 2 Metallplatten, die gegeneinander rotieren dazu kommt noch ein Schleifmittel (Silizium-Karbird)
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  • Herstellung von Wafern (Scheiben 2/2) Dann werden noch die Oberflchen der Wafer in eine Lauge eingelegt, sodass sich die Kristallstrungen (damage), die durch die mechanische Verarbeitung entstanden ist, entfernt. Zum Schluss werden die Siliziumscheiben sorgfltig poliert Dies ist sehr schwierig, weil die Politur das einerseits atomare Kristallgefge nicht verletzen darf, aber sie muss auch weniger als 1/1000 mm ebene Oberflche ergeben Schleifmaschine Poliermaschine
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  • Polymerelektronik Je nach chemischem Aufbau knnen Polymere elektrisch leitende, halbleitende oder isolierende Eigenschaften haben. Die Isolationsfhigkeit der normalen Polymere wird schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts in der Elektrotechnik, beispielsweise als isolierende Hlle von Kabeln, genutzt. Anfang der 1970er Jahre wurden erstmals auch elektrisch leitfhige und halbleitende Polymere hergestellt und charakterisiert. Fr Verdienste auf diesem Gebiet wurde im Jahr 2000 der Nobelpreis fr Chemie an Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid und Hideki Shirakawa verliehen. Durch den Einsatz dieser neuartigen Materialien fr elektronische Anwendungen wurde der Begriff Polymerelektronik geprgt
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  • Transistor aus Polymeren Stoffen Transistoren aus Polymeren Stoffen sind gegenber normalen Transistoren deutlich besser gegen Umwelteinflsse geschtzt. Zum Beispiel knnen sie nicht rosten und sind sehr viel widerstandsfhiger da sie aus Polymeren Stoffen sind (z.B. Plastik), darum werden die Polymeren Transistoren (fast) nur noch verwendet,da sie eine lngere Lebensdauer haben.
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  • Aufbau der Polymere Das Grundgerst der elektronischen Polymere sind Polymerhauptketten, die aus einer streng alternierenden Abfolge von Einfach- und Doppelbindungen bestehen. Diese Polymere besitzen dadurch ein delokalisiertes Elektronensystem, welches Halbleitereigenschaften, und nach chemischer Dotierung Leitfhigkeit ermglicht.
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  • Anwendung Neben den reinen leitfhigen oder halbleitenden Eigenschaften knnen diese Materialien auch unter gewissen Umstnden Licht aussenden. Dies ermglicht den Einsatz in organischen Leuchtdioden (OLED). Der umgekehrte Effekt, Licht zu absorbieren und in elektrische Energie zu verwandeln, ermglicht die Anwendung in organischen Solarzellen (organische Photovoltaik). Zudem knnen diese Polymere als Sensoren oder auch als organische Speicher eingesetzt werden. Mit organischen Feldeffekttransistoren (OFET) knnen integrierte Schaltungen aufgebaut werden. Auch Anwendungen als elektronisches Papier erscheinen realisierbar.
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  • Quellen http://de.wikipedia.org/wiki/Organische_Elektronik http://de.wikipedia.org/wiki/Organischer_Feldeffekttransistor http://www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/26873/ http://www.physik.tu-cottbus.de/physik/ap2/paper/ForumB1.htm http://www.vi-anec.org/Hardware/HW07/HW07-home.htmlhttp://de.wikipedia.org/wiki/Organische_Elektronik http://de.wikipedia.org/wiki/Organischer_Feldeffekttransistor http://www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/26873/ http://www.physik.tu-cottbus.de/physik/ap2/paper/ForumB1.htm http://www.vi-anec.org/Hardware/HW07/HW07-home.html Hr. Sturras Buch ( Chemie Grundlagen der Mikrotechnologie aus dem Jahre 1994)