Skape hjernene til dagens teknologi
Ultrarent silikon for mikrobrikker
Silikon er det elementet det er nest mest av i jordskorpen, og finnes overalt rundt oss. Men i naturen finnes det bare i kombinasjon med andre elementer – som sand, kvarts og andre steiner. En mikrobrikke trenger en ren krystall. Denne kan dannes under vakuum ved hjelp av en vakuumpumpe fra Busch.
Det moderne samfunnet er svært avhengig av mikrobrikker. De er hjernen bak elektroniske enheter og brukes aller mest i underholdnings- og bilindustrien. Men etter hvert som vi går lenger inn i smartteknologiens tidsalder, dukker det opp mikrobrikker på de mest uventede steder – i barneleker, vaskemaskiner og til og med i passet ditt.
Én krystall laget av mange
Historien om hver mikrobrikke begynner med polysilikon, en form for silikon som består av flere små krystaller. For elektronikkindustrien må silikonet være av ultrahøy renhet. Dette betyr vanligvis mellom 99,999 % og 99,999999999 % – ikke mer enn ett ikke-silikonatom per milliard silikonatomer. For å lage en mikrobrikke må polysilikon omdannes til én enkelt krystall, kalt monokrystallinsk silikon. Dette er avgjørende for produksjonen av mikrobrikker: Korngrensene og uregelmessighetene i krystallstrukturen til polysilikon vil ellers påvirke ytelsen til den ferdige mikrobrikken. Det finnes flere måter å produsere monokrystallinsk silikon på. Den vanligste er Czochralski-metoden, som dyrker en silikonkrystall under vakuum.
Krystaller fra frø
Monokrystallinsk silikon produseres ved hjelp av det som kalles en trekker. Dette navnet omfatter en rekke ulike teknologier, med to viktige deler: en vakuumovn og en mekanisme som trekker krystallen i form. Inne i kammeret i vakuumovnen varmes polysilikon opp til ekstremt høye temperaturer på rundt 1410 °C. Et lite stykke monokrystallinsk silikon, kalt et frø, plasseres i midten og trekkes langsomt oppover mens det roterer. Frøet trekker opp det smeltede silikonet, som stivner når det stiger. Dette skaper en lang, sylindrisk stang av ren silikon. Smeltet silikon er svært reaktivt, så for å opprettholde høy renhet bør det ikke komme i kontakt med omgivelsesluft. Derfor fjernes luften fjernes fra kammeret ved hjelp av en vakuumpumpe fra Busch. Dette gir et kontaminantfritt vekstmiljø og krystall av høyeste kvalitet, klar til å fortsette sin lange reise gjennom halvlederfabrikken for å bli til en mikrobrikke.
Én krystall laget av mange
Historien om hver mikrobrikke begynner med polysilikon, en form for silikon som består av flere små krystaller. For elektronikkindustrien må silikonet være av ultrahøy renhet. Dette betyr vanligvis mellom 99,999 % og 99,999999999 % – ikke mer enn ett ikke-silikonatom per milliard silikonatomer. For å lage en mikrobrikke må polysilikon omdannes til én enkelt krystall, kalt monokrystallinsk silikon. Dette er avgjørende for produksjonen av mikrobrikker: Korngrensene og uregelmessighetene i krystallstrukturen til polysilikon vil ellers påvirke ytelsen til den ferdige mikrobrikken. Det finnes flere måter å produsere monokrystallinsk silikon på. Den vanligste er Czochralski-metoden, som dyrker en silikonkrystall under vakuum.
Krystaller fra frø
Monokrystallinsk silikon produseres ved hjelp av det som kalles en trekker. Dette navnet omfatter en rekke ulike teknologier, med to viktige deler: en vakuumovn og en mekanisme som trekker krystallen i form. Inne i kammeret i vakuumovnen varmes polysilikon opp til ekstremt høye temperaturer på rundt 1410 °C. Et lite stykke monokrystallinsk silikon, kalt et frø, plasseres i midten og trekkes langsomt oppover mens det roterer. Frøet trekker opp det smeltede silikonet, som stivner når det stiger. Dette skaper en lang, sylindrisk stang av ren silikon. Smeltet silikon er svært reaktivt, så for å opprettholde høy renhet bør det ikke komme i kontakt med omgivelsesluft. Derfor fjernes luften fjernes fra kammeret ved hjelp av en vakuumpumpe fra Busch. Dette gir et kontaminantfritt vekstmiljø og krystall av høyeste kvalitet, klar til å fortsette sin lange reise gjennom halvlederfabrikken for å bli til en mikrobrikke.
De reneste stedene på jorden
I naturen finnes det ingen virkelig ren luft. Vi blir minnet om dette på solfylte dager, når vi plutselig merker at støvet danser rundt oss i en solstråle. Faktisk har et gjennomsnittlig kontor opptil 3 500 000 000 små partikler – noen usynlige for det blotte øye – i hver kubikkmeter luft. Men i visse produksjonsprosesser, som luftfarts-, halvleder- og farmasøytisk industri, kan denne ellers normale delen av livet føre til kontaminerte produkter. Renrom er derfor avgjørende. De strengeste tillater bare 10 mikroskopiske partikler på ≥ 0,1 μm per kubikkmeter: omtrent det samme som et enkelt sesamfrø i et olympisk svømmebasseng.
Anleggene bruker en rekke metoder for å holde renrommet fritt for forurensning. Disse varierer fra vernedrakter og masker til luftdusjer, der arbeiderne blåses med luft for å fjerne partikler som sitter igjen. I en halvleder-fabrikk er selv parfyme, sminke og hårprodukter ikke tillatt, siden selv de minste partiklene kan ødelegge en batch med skiver.
Så hvis du virkelig trenger frisk luft, kan du glemme å ta en spasertur på landet. Den reneste luften på planeten vår finnes inne i et rent rom.
I naturen finnes det ingen virkelig ren luft. Vi blir minnet om dette på solfylte dager, når vi plutselig merker at støvet danser rundt oss i en solstråle. Faktisk har et gjennomsnittlig kontor opptil 3 500 000 000 små partikler – noen usynlige for det blotte øye – i hver kubikkmeter luft. Men i visse produksjonsprosesser, som luftfarts-, halvleder- og farmasøytisk industri, kan denne ellers normale delen av livet føre til kontaminerte produkter. Renrom er derfor avgjørende. De strengeste tillater bare 10 mikroskopiske partikler på ≥ 0,1 μm per kubikkmeter: omtrent det samme som et enkelt sesamfrø i et olympisk svømmebasseng.
Anleggene bruker en rekke metoder for å holde renrommet fritt for forurensning. Disse varierer fra vernedrakter og masker til luftdusjer, der arbeiderne blåses med luft for å fjerne partikler som sitter igjen. I en halvleder-fabrikk er selv parfyme, sminke og hårprodukter ikke tillatt, siden selv de minste partiklene kan ødelegge en batch med skiver.
Så hvis du virkelig trenger frisk luft, kan du glemme å ta en spasertur på landet. Den reneste luften på planeten vår finnes inne i et rent rom.