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Halbleiter-Forschung

Hidden Champion PSC entwickelt Verfahren für hochreine Silicium-Verbindungen

| Redakteur: Alexander Stark

PSC Polysilane Chemistry (PSC) will mit einem patentierten Verfahren zur Herstellung hochreiner Oligo-, Hydro- und Polysilane den Halbleitermarkt revolutionieren. Ein durch das Unternehmen entwickeltes und patentiertes Verfahren ermöglicht es, kostengünstig aus SiCI4 hochreine Prekursoren für die Halbleiterherstellung zu gewinnen

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Dr. Christian Bauch prüft in der Entwicklungsabteilung die Qualität eines Rohdestillats.
Dr. Christian Bauch prüft in der Entwicklungsabteilung die Qualität eines Rohdestillats.
(Bild: IMG Investitions- und Marketinggesellschaft Sachsen-Anhalt)

Bitterfeld-Wolfen – Prozessoren der Mikroelektronik werden immer leistungsfähiger, schneller und kleiner. Um rechnerische Höchstleistungen auf engstem Raum umzusetzen, sind innovative Hochleistungsmaterialien notwendig. Benötigt werden elektronische Bauelemente, die bei hoher Leistungsfähigkeit nur geringe Abwärme produzieren und im Herstellungsprozess ohne hohe Temperaturen auskommen. Daran forscht das Unternehmen PSC aus Bitterfeld-Wolfen.

Was ursprünglich als Abfallprodukt bei der Halbleiterproduktion anfiel, ist der Ursprung aller Innovationen von PSC: Das Siliciumtetrachlorid oder auch Tetrachlorsilan, kurz SiCI4. Ein Verfahren des Unternehmens ermöglicht es, kostengünstig aus SiCI4 hochreine Prekursoren für die Halbleiterherstellung zu gewinnen. Die Endprodukte sind qualitativ mindestens ebenbürtig zu denen konventioneller Prozesse.

Es folgten weitere Verfahren, um hochleistungsfähige Siliciumprekursoren in höchster Reinheitsstufe zu produzieren. „Bei einer Reinheit von 99,999999 % lassen sich die Atome fast schon zählen, die da nicht rein gehören“, betont Geschäftsführer Matthias Heuer mit einem Augenzwinkern das Alleinstellungsmerkmal der PSC Verfahren.

Mittlerweile wurden effiziente und konkurrenzfähige Prozesse zur Herstellung von über zehn verschiedenen hochreinen Oligo-, Hydro- und Polysilanen/-germanen entwickelt. Im Labormaßstab waren viele dieser Produkte bereits verfügbar. Das wissenschaftliche und geschäftliche Ziel von PSC ist jedoch, für die hochreaktiven, innovativen Substanzen ein Produktionsverfahren zu entwickeln, das zuverlässig Qualität und Wirtschaftlichkeit vereint.

Mit den patentierten Verfahren werden von Sachsen-Anhalt aus die wichtigsten Zielmärkte der Halbleiterindustrie bedient, so China, Südkorea, Kanada und Frankreich. Um den Export auszubauen, sind aufwendige Patentierungen der einzelnen Prozesse in den Exportländern notwendig.

Einige Spezialanforderungen von Halbleiter- und Mikroelektronik-Herstellern konnten direkt mit vorhandenen Proben aus dem Entwicklungslabor bedient werden. Für zukünftige Entwicklungen der Mikroelektronik sind die Reinheit der Produkte und niedrige Prozesstemperaturen entscheidend. Innovative Technologien erfordern innovative Materialien. So sind hydrierte Oligosilane im Bereich der druckbaren Elektronik gefragt. Solche Prekursoren können zu einer Art „Siliciumtinte“ verarbeitet werden. Mit deren Hilfe könnten sich zukünftig Schaltkreise drucken lassen, was völlig neue Möglichkeiten eröffnen würde.

Prozessoptimierung als entscheidender Erfolgsfaktor

Geringere Energiekosten, kürzere Laufzeiten, weniger Abnutzung der Maschinen und minimale Abfallmengen bei höchster Reinheit der Endprodukte sind die Faktoren, die e Prozesse wirtschaftlich machen. Mit diesen Verfahren lassen sich hochreine Spezialmaterialien in gleichbleibender Qualität auch im Tonnenmaßstab produzieren.

Während beispielsweise die Aufreinigung von Hexachlordisilan (Si2CI6) in konventionellen Verfahren sehr zeitaufwändig ist, ermöglicht das Verfahren von PSC die Herstellung in höherer Qualität und mit besserem Ertrag in wesentlich kürzerer Zeit. Die Entwicklungen entstehen auch in Kooperation und Zusammenarbeit mit mehreren Fraunhofer Instituten. Um die Reinheit der Produkte nachzuweisen, wird z.B. die chemische Analytik am Fraunhofer CSP in Halle als Dienstleistung genutzt.

Schlüssel für neue Technologiegenerationen

Die Produkt- und Verfahrenspalette des Herstellers ist vielseitig einsetzbar. Neue Hochleistungsmaterialien auf Siliciumbasis werden für Schlüsseltechnologien, wie Mikroelektronik, druckbare und flexible Elektronik, Nanomaterialien, Hochleistungs-Kompositmaterialien, keramische Werkstoffe und Hartstoffschichten, benötigt.

Vom Standort Bitterfeld-Wolfen aus will das Unternehmen sowohl mit eigenen Verfahren als auch mit Auftragsentwicklungen den Zukunftsmarkt Siliciumchemie weltweit aktiv mitgestalten. Für das eigene Wachstum bietet der Standort sowohl räumlich als auch bezogen auf den Mitarbeiter-Bedarf beste Voraussetzungen.

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