Vi skapar hjärnorna för nutidens teknologi
Ultrarent silikon för mikrochips
Kisel omger oss och är det grundämne som förekommer näst mest i jordskorpan. Men i naturen ingår det enbart i kombination med andra element som sand, kvarts och andra bergarter. Ett mikrochip behöver en ren kristall. Denna kan framställas under vakuum med en vakuumpump från Busch.
Vårt moderna samhälle är i hög grad beroende av mikrochips. De är hjärnorna i elektroniska enheter och används oftast inom underhållnings- och fordonsindustrin. Men längre in i den intelligenta teknologins tidsålder dyker mikrochips upp på de mest oväntade ställena – i barnleksaker, tvättmaskiner, ja till och med i ditt pass.
En kristall skapad av många
Varje mikrochip utgår från polysilikon, en form av kisel som består av ett flertal mindre kristaller. För elektronikindustrin måste silikonet ha en ultrahög renhet. Detta innebär vanligtvis mellan 99,999 % och 99,999999999 % med högst en icke-silikonatom per miljard silikonatomer. För att få fram ett mikrochip måste polysilikon omvandlas till en kristall som kallas för monokristallint silikon. Detta är kritiskt för mikrochiptillverkning: Kornens gränser och oregelbundenheterna i polysilikonets kristallstruktur skulle annars påverka prestandan hos det färdiga mikrochipet. Det finns flera metoder för att framställa monokristallint silikon. Den vanligaste är Czochralski-metoden, där en silikonkristall bildas under vakuum.
Kristaller från frö
Monokristallint silikon tillverkas med hjälp av en så kallad puller. Detta är ett samlingsnamn för en mängd olika teknologier bestående av två viktiga delar: en vakuumugn och en mekanism som drar kristallen till rätt form. Inuti vakuumugnens kammare värms polysilikon upp till extremt höga temperaturer på cirka 1 410 °C. En liten bit monokristallint silikon, som kallas ett frö, placeras i centrum och dras långsamt uppåt medan den roterar. Fröet drar med sig det smälta silikonet, som stelnar medan det stiger. Detta skapar en lång, cylindrisk stång av rent silikon. Smält silikon är mycket reaktivt, så för att bibehålla sin höga renhet bör det inte komma i kontakt med den omgivande luften. Luften evakueras därför från kammaren med hjälp av en vakuumpump från Busch. Detta resulterar i en kontamineringsfri odlingsmiljö och kristaller av högsta kvalitet, redo att fortsätta sin långa resa genom halvledartillverkningen för att bli ett mikrochip.
En kristall skapad av många
Varje mikrochip utgår från polysilikon, en form av kisel som består av ett flertal mindre kristaller. För elektronikindustrin måste silikonet ha en ultrahög renhet. Detta innebär vanligtvis mellan 99,999 % och 99,999999999 % med högst en icke-silikonatom per miljard silikonatomer. För att få fram ett mikrochip måste polysilikon omvandlas till en kristall som kallas för monokristallint silikon. Detta är kritiskt för mikrochiptillverkning: Kornens gränser och oregelbundenheterna i polysilikonets kristallstruktur skulle annars påverka prestandan hos det färdiga mikrochipet. Det finns flera metoder för att framställa monokristallint silikon. Den vanligaste är Czochralski-metoden, där en silikonkristall bildas under vakuum.
Kristaller från frö
Monokristallint silikon tillverkas med hjälp av en så kallad puller. Detta är ett samlingsnamn för en mängd olika teknologier bestående av två viktiga delar: en vakuumugn och en mekanism som drar kristallen till rätt form. Inuti vakuumugnens kammare värms polysilikon upp till extremt höga temperaturer på cirka 1 410 °C. En liten bit monokristallint silikon, som kallas ett frö, placeras i centrum och dras långsamt uppåt medan den roterar. Fröet drar med sig det smälta silikonet, som stelnar medan det stiger. Detta skapar en lång, cylindrisk stång av rent silikon. Smält silikon är mycket reaktivt, så för att bibehålla sin höga renhet bör det inte komma i kontakt med den omgivande luften. Luften evakueras därför från kammaren med hjälp av en vakuumpump från Busch. Detta resulterar i en kontamineringsfri odlingsmiljö och kristaller av högsta kvalitet, redo att fortsätta sin långa resa genom halvledartillverkningen för att bli ett mikrochip.
De renaste platserna på jorden
I naturen finns det ingen riktigt ren luft. Det blir vi påminda om soliga dagar när en solstråle plötligt visar oss hur dammet dansar omkring oss. Faktum är att det på ett vanligt kontor dansar upp emot 3 500 000 000 små partiklar – varav en del är osynliga för blotta ögat – i varje kubikmeter luft. Men i vissa tillverkningsprocesser, som flyg-, halvledar- och läkemedelsindustrin, kan denna annars normala del av livet leda till att produkter kontamineras. Renrum är därför avgörande. De striktaste renrummen tillåter högst 10 minimala partiklar på ≥ 0,1 μm per kubikmeter. Detta kan liknas vid ett enda sesamfrö i en olympisk simbassäng.
Anläggningar använder en mängd olika metoder för att hålla sina renrum fria från föroreningar. Det kan handla om allt från skyddsdräkter och masker till luftduschar där arbetare blåses med luft för att befria dem från kvarvarande partiklar. I en halvledarfabrik går man ett steg längre och varken parfym, makeup eller hårprodukter får förekomma, eftersom även dessa minimala partiklar kan förstöra en batch tunnfilm.
Så om du verkligen behöver frisk luft är det inte en promenad på landet vi menar. Den renaste luften på vår planet hittar du i ett renrum.
I naturen finns det ingen riktigt ren luft. Det blir vi påminda om soliga dagar när en solstråle plötligt visar oss hur dammet dansar omkring oss. Faktum är att det på ett vanligt kontor dansar upp emot 3 500 000 000 små partiklar – varav en del är osynliga för blotta ögat – i varje kubikmeter luft. Men i vissa tillverkningsprocesser, som flyg-, halvledar- och läkemedelsindustrin, kan denna annars normala del av livet leda till att produkter kontamineras. Renrum är därför avgörande. De striktaste renrummen tillåter högst 10 minimala partiklar på ≥ 0,1 μm per kubikmeter. Detta kan liknas vid ett enda sesamfrö i en olympisk simbassäng.
Anläggningar använder en mängd olika metoder för att hålla sina renrum fria från föroreningar. Det kan handla om allt från skyddsdräkter och masker till luftduschar där arbetare blåses med luft för att befria dem från kvarvarande partiklar. I en halvledarfabrik går man ett steg längre och varken parfym, makeup eller hårprodukter får förekomma, eftersom även dessa minimala partiklar kan förstöra en batch tunnfilm.
Så om du verkligen behöver frisk luft är det inte en promenad på landet vi menar. Den renaste luften på vår planet hittar du i ett renrum.