Das neue Christian Doppler Labor für Computergestütztes Design von Kristallzuchtprozessen wurde am 6. März 2023 an der Montanuniversität Leoben eröffnet.
Das Forschungsteam wird neuartige Modellierungsmethoden für die virtuelle Beschreibung von Kristallwachstumsprozessen in der Halbleiterindustrie erarbeiten. Im Zentrum der Arbeit steht das Siliziumkarbid (kurz: SiC), eine chemischen Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Der Vorteil des Siliziumkarbids gegenüber dem reinen Silizium besteht darin, dass es bei höheren Spannungen und Temperaturen betrieben werden kann. Gleichzeitig können aber auch die Schaltfrequenzen erhöht werden, und die Leistungsverluste sinken merklich. Die Schwierigkeit besteht nun darin, diese SiC-Kristalle als Serienprodukt herzustellen.
Die zentrale Aufgabe im Labor ist, Modellierungsmethoden zu finden, die in der Lage sind, diese Kristallwachstumsprozesse möglichst präzise vorherzusagen. Einerseits können hier physikbasierte Modelle grundlegende Eigenschaften wie beispielsweise Kristallstrukturen und Kristalldefekte vorhersagen oder Temperaturverläufe und Massentransport im Ofen berechnen. Andererseits können datengetriebene Methoden verwendet werden, um Zusammenhänge zwischen Qualitätsparametern des Kristalls und experimentellen Daten, die laufend in der Herstellung gesammelt werden, herzustellen. Vielversprechend ist auch die Kombination beider Ansätze, um z. B. physikalische Methoden zu beschleunigen oder fehlende Information in den Daten mit Wissen aus physikalischen Modellen zu vervollständigen.
Als Firmenpartner fungiert die EEMCO GmbH, die auf die Produktion von SiC-Kristallen spezialisiert ist.
Weitere Informationen
Univ.-Prof. Dr. Lorenz Romaner
Lehrstuhl für Metallkunde, Department Werkstoffwissenschaft, Montanuniversität Leoben
Tel.: 03842/402 4264
E-Mail: lorenz.romaner(at)unileoben.ac.at
