100 Jahre Einkristallzucht aus der Schmelze

Abstract

AbstractIm August 1916 reichte der Deutsch‐Pole Jan Czochralski eine Publikation über die Wachstumsgeschwindigkeit von Metallkristallen bei der Zeitschrift für physikalische Chemie ein. Daher wird 1916 als das Jahr der Entdeckung des Czochralski‐Kristallzuchtverfahrens angesehen. Im Metall‐Laboratorium der AEG, wo Czochralski zunächst arbeitete, wurden seine Forschungsarbeiten nicht gebührend anerkannt, sodass er zur Metallbank und Metallurgischen Gesellschaft (später: Metallgesellschaft) nach Frankfurt wechselte, wo er bald zum Laborleiter und Oberingenieur aufstieg. In Frankfurt machte er sich mit Forschungen zu Metallen und technischen Legierungen rasch einen Namen. Die Entdeckung des Czochralski‐Kristallzuchtverfahrens gehört zu den wichtigsten technologischen Erfindungen des 20. Jahrhunderts, die aber erst in dessen zweiten Hälfte mit dem Aufstieg der Halbleiterindustrie ökonomische Bedeutung erlangte. Heute werden 95 % der Weltproduktion an Siliciumeinkristallen nach dem Czochralski‐Verfahren hergestellt. Der Umsatz der Halbleiter‐Industrie betrug 2015 etwa 335 Milliarden US‐Dollar, wobei die Kristallzucht nach dem Czochralski‐Verfahren jeweils der erste Schritt bei der Herstellung ist. Der größte Teil der heute gefertigten Siliciumeinkristalle hat einen Durchmesser von 300 mm. Die industrielle Produktion von Einkristallen mit 450 mm Durchmesser scheitert bisher nicht an technologischen, sondern an ökonomischen Problemen.