Wat is Siemens-proces?

Productiemethode waarbij trichloorsilaan met waterstof wordt gereduceerd en zeer zuiver polykristallijn silicium op een verhitte siliciumstaaf neerslaat. De belangrijkste methode om grondstofsilicium voor halfgeleiders te maken.

Japanse benaming: シーメンス法

“Siemens-proces” komt voor in 2 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Siliciumwafers, Procesmaterialen (gassen, chemicaliën).

Vakgebied: Siliciumwafers

Nu oefenen: vragen over Siemens-proces

Wat is de typische productiemethode voor zeer zuiver polykristallijn silicium?

  1. ABosch-proces
  2. BSiemens-proces (afzetting door waterstofreductie van trichloorsilaan)
  3. CDamascene-proces
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Siemens-proces (afzetting door waterstofreductie van trichloorsilaan)

Bij het Siemens-proces wordt metallurgisch silicium met een zuiverheid van circa 98 % met waterstofchloride omgezet in trichloorsilaan (SiHCl3, kookpunt circa 32 °C), door destillatie gezuiverd en vervolgens op een siliciumstaaf die tot circa 1100 °C is verhit met waterstof laten reageren, waarbij zeer zuiver silicium neerslaat. Zo ontstaat polykristallijn silicium met een zuiverheid van de klasse 11N (99,999999999 %), dat als grondstof voor onder meer de CZ-methode dient. Het is een proces met een groot elektriciteitsverbruik.

Welke waarde is het meest geschikt als richtwaarde voor de zuiverheid die van polykristallijn silicium (polysilicium) als grondstof voor halfgeleiders wordt gevraagd?

  1. Aca. 99 %
  2. Bca. 99,99 %
  3. Cca. 99,999999999 % (11N)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. ca. 99,999999999 % (11N)

Voor polykristallijn silicium voor halfgeleiders is een zuiverheid van de klasse eleven nine (11N) vereist, met elf negens, waarbij de onzuiverheden in totaal slechts ca. 0,01 ppb bedragen. Zelfs zeer kleine hoeveelheden metaalonzuiverheden verkorten de levensduur van ladingdragers en vergroten de lekstroom. De grondstof wordt gemaakt met het Siemens-proces, waarbij trichloorsilaan met waterstof wordt gereduceerd en afgezet. Voor zonnecellen volstaat ca. 6N tot 9N, maar 99 % of 99,99 % is voor halfgeleiders volstrekt onvoldoende.

“Siemens-proces” in de toelichting

Vragen met “Siemens-proces” (2)

  1. Wat is de typische productiemethode voor zeer zuiver polykristallijn silicium?
  2. Welke waarde is het meest geschikt als richtwaarde voor de zuiverheid die van polykristallijn silicium (polysilicium) als grondstof voor halfgeleiders wordt gevraagd?

Verwante termen

Czochralski-methode (CZ-methode) ELF DZ (denuded zone) Floating-zonemethode (FZ-methode) Gettering Ingot Kristaloriëntatie MCZ-methode (magnetic Czochralski) Monitorwafer Necking

Naar de woordenlijst