LINDE TECHNOLOGY - Linde Engineering

LINDE TECHNOLOGY #1.13 // Multimedia
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aus Oxiden der Metalle Indium, Gallium und Zink. Die Kosten bewegen
sich im Rahmen der herkömmlichen Silizium-Transistoren – aber
die Leistung des Materials ist deutlich besser.
Allerdings zieht der Materialwechsel weitere Veränderungen
nach sich. „Die Herausforderung bei der Flachbildschirm-Produktion
ist neben der geringen Größe der Transistoren
Lachgas für
die nächste
Transistoren-
Generation.
auch die große Fläche“, sagt Weisheit. Die Schaltelemente
selbst sind etwa einen Zehntel Millimeter
groß. Die Kunst besteht darin, Millionen von
qualitativ hochwertigen Dünnschicht-Transistoren
gleichmäßig auf Glasplatten mit einer Fläche von
mehr als fünf Quadratmetern aufzubringen.
Bei solchen Prozessen spielen verschiedene
hochreine Gase an ganz unterschiedlichen Stellen eine wichtige
Rolle – beispielsweise Argon: Mit diesem Edelgas beschießt man
die Materialien, aus denen die verschiedenen Komponenten eines
Transistors bestehen – und verdampft sie. Anschließend werden
die Substanzen auf der Rückseite der Glasplatte wieder abgeschieden.
So bilden sich unter anderem die metallischen und halbleitenden
Schichten, Isolatorfilme und Schutzschichten. Anschließend
ätzt man das Material teilweise wieder weg, um zum Beispiel Leiterbahnen
gezielt auf der Glasplatte herauszuarbeiten. Für diese Schritte
benötigen die Hersteller wieder andere Gase. „Insgesamt werden bis zu
zehn unterschiedliche Gase verwendet“, erklärt
Weisheit. „Phosphin benötigt man beispielsweise
zum Dotieren des Halbleiters – oder Stickstoff, um
die Abgase zu verdünnen. Helium dient zur Kühlung
der Glasplatte und fluorhaltige Gase zum Ätzen“,
so der Linde-Experte. So wächst nach und nach
der Transistor in seiner endgültigen Form heran:
ein hochpräzises, elektronisches Bauelement aus
sechs bis sieben hauchdünnen und speziell geformten Schichten.
Die neuen, leistungsfähigeren Metalloxid-Transistoren erhalten
eine Isolatorschicht aus Siliziumdioxid zum Schutz vor Feuchtigkeit.
Um diese Verbindung herzustellen, benötigt man Distickstoffmonoxid
(N₂O), auch Lachgas genannt. „Ohne eine sichere Versorgung
Bann für Klimagase
Es ist das stärkste Treibhausgas überhaupt: Schwefelhexafluorid
(SF 6 ). Die langlebige Verbindung übertrifft
die Wirkung von Kohlendioxid um den Faktor 23.900.
Bei der Bildschirmherstellung kommt SF 6 seit Langem
als Ätzgas zum Einsatz. Und dabei können kleine Mengen
in die Umwelt entweichen. „Der Druck auf die Hersteller,
die Substanz zu ersetzen, ist enorm“, sagt Andreas
Weisheit, Leiter Marktentwicklung Flachbildschirme &
Solar bei Linde in Schanghai. Auch in Asien werden
Umweltfragen immer wichtiger. Linde hat zusammen
mit einem koreanischen Anlagenbauer nach einem
klimafreundlichen Ersatz gesucht – mit Erfolg: Reines
Fluor-Gas (F₂) ist für das Ätzen von Transistor-Schichten
sogar noch besser geeignet. Es löst das überschüssige
Material schneller und gleichmäßiger, die Behandlung
der entstehenden Abgase ist einfacher und der
Stromverbrauch in der Produktion sinkt. Der Verband
der koreanischen Display-Hersteller hat das Linde-
Verfahren kürzlich offiziell anerkannt. Linde stellt kleine
Anlagen – so genannte On-site-Generatoren – her, die
F₂ vor Ort erzeugen. Einige Elektronikhersteller haben
bereits Erfahrung mit diesen kleinen Fluor-Fabriken:
Bereits 2003 entwickelte Linde ein Verfahren, um das
Treibhausgas Stickstofftrifluorid (NF₃) ebenfalls
durch F₂ zu ersetzen. Die Verbindung wird zur Reinigung
der Reaktorkammern eingesetzt, in denen die Bildschirme
bedampft werden.
Verdampfen, abscheiden,
wegätzen:
Bis zu zehn verschiedene
hochreine
Gase werden gezielt
eingesetzt (rechts), um
feine Leiterbahnen auf
die Transistoren zu
bringen. Nur so lassen
sich brillante Farben
auf die flachen Bildschirme
zaubern (unten).