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Jul 24, 2023

Starten Sie Ihre Halbleiterfabrik mit diesem DIY-Röhrenofen

Die meisten von uns begnügen sich damit, ihre Halbleiter aus den üblichen Quellen zu beziehen, und abstrahieren gerne die Komplexität, die in diesen kleinen Epoxidklumpen steckt. Doch irgendwann verspüren Sie möglicherweise den Drang, Ihre eigenen Halbleiter herzustellen, und in diesem Fall müssen Sie mit den Vorbereitungen beginnen. Und eines der ersten Werkzeuge, die Sie benötigen, ist wahrscheinlich so etwas wie dieser DIY-Röhrenofen.

Für Uneingeweihte erklärt [ProjectsInFlight] im folgenden Video hilfreich, was ein Röhrenofen ist und warum Sie einen benötigen, um mit der Arbeit mit Halbleitern zu beginnen. Es überrascht vielleicht nicht, dass ein Rohrofen nur ein Rohr ist, das sehr, sehr heiß wird – etwa 1.200 °C. Zusätzlich zur extremen Hitze werden kommerzielle Öfen häufig so eingerichtet, dass die Enden des Rohrs abgedichtet werden, um im Inneren bestimmte Bedingungen zu schaffen, z B. eine Inertgasatmosphäre oder sogar ein Vakuum. Die Kombination aus Hitze und atmosphärischer Kontrolle ermöglicht es dem angehenden Hersteller, Siliziumwafer mithilfe chemischer und physikalischer Prozesse umzuwandeln.

Der Röhrenofen von [ProjectsInFlight] begann mit einem Stück hitzebeständigem Quarzglasrohr und einer kleinen Wanne mit feuerfestem Natriumsilikatzement aus der Sanitärabteilung eines Baumarkts. Das Rohr wurde mit einer dünnen Zementschicht versehen und in einem niedrigen Ofen getrocknet, bevor es mit Nichromdraht umwickelt wurde. Das umwickelte Rohr erhielt eine weitere, dickere Schicht Silikatzement und eine isolierende Umhüllung aus Aluminiumoxid-Keramikwolle, bevor alles bei 1.000 °C unter Strom ausgehärtet wurde. Das ausgehärtete Rohr wurde dann in ein speziell angefertigtes Stahlblechgehäuse mit reichlich zusätzlicher Isolierung gelegt mit einem Arduino und einem Halbleiterrelais zur Steuerung des Ofens. Das Video unten endet mit dem Testen des Ofens, indem eine Siliziumdioxidbeschichtung auf einem Stück Siliziumwafer aufgebracht wird. Dies wurde durch die Injektion einiger Wasserdampfstöße bei gleichzeitiger Erhöhung der Ofentemperatur unterstützt, und die Ergebnisse sind deutlich sichtbar.

[ProjectsInFlight] muss noch Dichtungen an der Röhre anbringen, um die Atmosphäre dort zu kontrollieren, ein Upgrade, nach dem wir Ausschau halten werden. Es ist bereits ein toller Anfang, auch wenn es eine Weile dauern könnte, bis wir unseren Freund [Sam Zeloof] eingeholt haben.

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