Cold Split
Cold Split (Eigenschreibweise: COLD SPLIT, dt. etwa „kaltes Trennen“) ist der Name eines physikalischen Prozesses, der es ermöglicht, dünne Schichten (zwischen 50µm und 3000µm) von spröden Materialien und einkristallinen Festkörpern abzuheben. Das Verfahren wurde entwickelt, um etablierte spanende Technologien in der Halbleiterindustrie wie das Sägen von Ingots oder Schleifprozesse von prozessierten Wafern zu ersetzen, bei denen ein hoher Materialverlust entsteht.
Das Verfahren wurde 2008 von Christian Pfeffer und Lukas Lichtensteiger[1][2] im Rahmen ihrer Zeit an der Harvard University entwickelt. Sie fanden heraus, dass spezielle Elastomere, welche auf einen Halbleiterwafer aufgebracht werden, eine Spannung im Gigapascal-Bereich erzeugen, wenn Sie auf ca. 100 K unter Verarbeitungstemperatur abgekühlt werden. Die daraus resultierende Kraft reicht aus, verschiedene kristalline Materialien entlang einer ihrer Gitterebenen spontan zu spalten wie Silizium, Germanium, Galliumarsenid oder Siliziumcarbid.
Die von den zwei Entdeckern gegründete Firma entwickelte das Verfahren weiter und schaffte es, den Bruch gerichtet zu führen und stabil zu halten. Dies gelingt beispielsweise durch das Einbringen einer Schadschicht im Kristall,[3] um den Bruch entlang dieser Ebene zu führen (mit einer Genauigkeit im Mikrometer-Bereich). Die ersten Muster in Halbleiterqualität wurden 2014 mit dem Cold-Split-Verfahren hergestellt[4].
Heute ist das Verfahren eine kosten- und materialsparende Alternativtechnik für unterschiedliche Materialien. Beim Cold-Split-Prozess entsteht im Gegensatz zu vergleichbaren Technologien keine Schleif- oder Sägeabfälle, so dass ein wesentlicher Teil des teuren Rohmaterials wiederverwendet bzw. effizienter verwertet werden kann. Damit erzielt das Verfahren eine Einsparung an Energie und Ressourcen.
Anwendungsbereiche:
Herstellung von Halbleiterwafern ohne kerf-loss
Dünnen von prozessierten Wafern ohne Schleifen oder Läppen
Herstellung von dünnen Saphirschichten für kratzfeste Displays
Einzelnachweise[Bearbeiten]
- Hochspringen ↑ Patent US8440129: Production of free-standing solid state layers by thermal processing of substrates with a polymer. Angemeldet am 24. Oktober 2008, veröffentlicht am 14. Mai 2013, Erfinder: Christian Pfeffer, Lukas Lichtensteiger.
- Hochspringen ↑ Patent WO2010072675: Method for producing thin, free-standing layers of solid state materials with structured surfaces. Angemeldet am 18. Dezember 2009, veröffentlicht am 1. Juli 2010, Erfinder: Christian Pfeffer, Lukas Lichtensteiger.
- Hochspringen ↑ Spalten statt sägen: Dresdner Siltectra dünnt Chip-Scheiben aus
- Hochspringen ↑ Siltectra zeigt Cold Split Prozess auf 200mm Siliziumwafer
