Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISBWir führen spezifische Forschungsarbeiten zur Züchtung von Silizium Kristallen nach dem Czochralski-Verfahren im Hinblick auf höhere Ausbeute und verbesserte Materialqualität durch. Zum Beispiel treiben wir die Ziehgeschwindigkeit durch Optimierung der Hot-Zone mittels numerischer Modellierung an ihre Grenzen oder wir lüften die Geheimnisse der Ziehkante, um die Defektbildung beim Kristallziehen zu detektieren. Im Bereich der gerichteten Erstarrung liegt der Schwerpunkt auf der Technologieentwicklung und Charakterisierung von Si-Blöcken, die beispielsweise als Sputtertargets oder als mechanische Komponenten in der Halbleiterindustrie eingesetzt werden.
Silizium
Lebensdauerkarte eines mc Si-Barrens
Vollständiges Wafer-Mapping von Defekten durch XRT
Analyse von Wachstumsinstabilitäten in stark dotiertem Si
Leistungen
- Spezielle Kristallzüchtungsexperimente in speziellen F&E-Öfen im Haus und bei Partnern
- Untersuchung von Schmelz-Tiegel-Wechselwirkungsphänomenen für Cz- und DS-Konfigurationen
- Sprühbeschichtung von Tiegeln oder Ofenteilen auf Basis von Si3N4-, SiO2-, SiC- und TaC-Suspensionen
- Charakterisierung
- Form der Fest-Flüssig-Phasengrenzfläche durch LPS
- Mikrostrukturanalyse von defektselektiv geätzten Proben
- Abbildung von strukturellen Defekten durch Röntgentopographie
- Analyse der Ziehkantengeometrie
- Bestimmung von O, C, N durch FTIR
- Messung der Minoritätsladungsträgerlebensdauer (µPCD, MDP)
- DLTS
- Simulation von Wärme- und Stofftransport für Cz, FZ und DS inklusive Magnetfelder
Siliziumkristalle werden in speziellen FuE-Öfen gezüchtet.
Analyse des Benetzungsverhaltens von Silizium und anderen Schmelzen nach der Sessile Drop-Methode.
Analyse der physikalischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften von Silizium und anderen Halbleitermaterialien.
IISB insights: Funktionale Beschichtungen in 90 Sekunden
Auf Basis unserer Expertise im Bereich Beschichtungen entwickeln wir eine neuartige Technologie für ultrahochtemperaturbeständige Schutzschichten für Raumfahrtanwendungen. Das Projekt HOSSA fokussiert sich auf die Anwendung von keramischen Schutzschichten auf Faserverbundwerkstoffen die mittels Pulverbeschichtungstechnologie aufgetragen werden. Ziel ist es, die Vorteile von Faserkompositbauteilen wie hohe Bruchdehnung, hoher Risswiderstand und hohe dynamische Belastbarkeit, durch Erhöhung der Hitze- und Oxidationsbeständigkeit sowie erhöhte mechanische Abriebfestigkeit für neue Anwendungen nutzbar zu machen. Die patentierte Technologie bietet einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber klassischen Beschichtungsverfahren und ist auch für die Bauteilreparatur geeignet. Mit HOSSA lassen sich der Wirkungsgrad von Antrieben und die Expositionszeit von Wiedereintrittskörpern erhöhen. Diese Schutzschichten können auch in Triebwerken von Flugzeugen und Helikoptern sowie bei Gasturbinen zum Einsatz kommen.
IISB insights: Functional Coatings in 90 Seconds
Vorteile:
- Hoch-abstimmbare Beschichtungstechnologie zur Erreichung verschiedener Beschichtungseigenschaften
- Kostengünstiges Verfahren mit großer Flexibilität hinsichtlich Größe und Geometrie der zu schützenden Bauteile
- Ermöglicht Verwendung von Fasermatrixverbundwerkstoffen in neuen Anwendungen
- Höhere Verbrennungstemperaturen und dadurch erhöhte Effizienz der Raketenantriebe und Triebwerke
