WACKER POLYSILICON
From Silicon to Value
Hochreines Polysilicium ist das Fundament moderner Mikroelektronik – und wir sind weltweit führend in seiner Herstellung.
Als Qualitäts- und Technologieführer liefern wir Polysilicium in Reinheit und Zuverlässigkeit, wie sie Halbleiterhersteller für die Produktion leistungsfähiger Mikrochips benötigen.
Führende Positionen bei Halbleitern und Hochleistungssolarzellen
Fast die Hälfte aller Computer-Mikrochips enthält WACKER-Polysilicium
Polysilicium für die Halbleiterindustrie und die Solarbranche
Die Digitalisierung schreitet unaufhaltsam voran. Ob Notebook, Handy, Auto oder Waschmaschine – ohne Mikroprozessoren und Speicherchips geht heute nichts mehr. Die meisten Halbleiterchips basieren auf Silicium oder, wie es im Englischen häufig genannt wird: Silicon. Auch polykristallines Silicium wird umgangssprachlich oft als Silicon bezeichnet. Ohne Polysilicium – dem Material, das die entscheidenden Halbleitereigenschaften mit sich bringt – gäbe es weder die Chip- noch die Photovoltaikindustrie.
Als Wegbereiter der Branche produzieren wir seit 1959 Polysilicium im industriellen Maßstab. Seit Anfang der 2000er Jahre verstärkt auch für die Photovoltaik. Heute zählen wir zu den weltweit führenden Anbietern dieses zentralen Rohstoffs für Mikroelektronik und Solarenergie.
Teil der digitalen Entwicklung seit mehr als 70 Jahren
WACKER nimmt in Burghausen eine neue Reinigungslinie in Betrieb. Hier werden hochreines Silicium für das digitale Zeitalter produziert und neue Maßstäbe für die Reinheit von Silicium gesetzt.
WACKER investiert 2,5 Mrd. $ und eröffnet eine neue Produktionsstätte für hochreines Silicium in Charleston (USA). In Burghausen investiert WACKER im Takt der Halbleiterindustrie in eine neue Reinigungslinie.
Seit 2005 hat WACKER über 2 Mrd. € in den Ausbau seiner deutschen Standorte Nünchritz und Burghausen investiert.
WACKER konzentriert sich auf den Ausbau seiner Kapazitäten und Fähigkeiten für hochreines Silicium und errichtet in den 90er Jahren parallel zur Einführung von 200-mm-Siliciumwafern die erste Reinigungsanlage im industriellen Maßstab.
WACKER wird der führende Hersteller von Halbleitersilicium. Unser über 50-jähriger Einsatz für Qualität und Zuverlässigkeit hat unsere Marktposition nachhaltig gefestigt.
WACKER startet die industrielle Produktion von Silicium für Halbleiter. TI und Fairchild entwickeln den ersten integrierten Schaltkreis (IC) – eine bahnbrechende Erfindung und Grundlage für das Mooresche Gesetz.
WACKER beginnt mit der systematischen Erforschung und Entwicklung von hochreinem Silicium für die Halbleiterindustrie.
Etching Line Next
Blick in die Produktionsanlage der Etching Line Next. Mit Hilfe von Säuren werden die Polysiliciumstücke gereinigt, bevor sie an Halbleiterkunden in aller Welt ausgeliefert werden.
Hochreines Polysilicium für das digitale Zeitalter
Am Standort Burghausen hat WACKER eine hochmoderne Fertigungslinie zur Oberflächenreinigung von Halbleiter-Polysilicium in Betrieb genommen. Die neue Ätzlinie erhöht die Reinigungskapazität um mehr als 50 % und ermöglicht eine nochmals verbesserte Oberflächenreinheit des Polysiliciums – ein entscheidender Faktor für aktuelle und kommende Halbleitergenerationen. Der vollautomatisierte Prozess nutzt spezielle Säureätzverfahren und Reinraumtechnologie, um die höchsten Anforderungen der Mikroelektronik zu erfüllen.
Digitale Geräte arbeiten von Generation zu Generation mit immer höheren Schaltfrequenzen. Sie werden dadurch schneller und leistungsfähiger. Möglich wird dies durch eine fortschreitende Miniaturisierung der in den Chips erzeugten Strukturen. Die gestiegenen Leistungsanforderungen, die an die Chips gestellt werden, wirken sich auch auf das Ausgangsmaterial aus. Das eingesetzte Polysilicium muss extrem rein sein. Der Grund: Im Silicium enthaltene Fremdatome würden die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters verändern und könnten zum Versagen der Chips führen. Hochreines Polysilicium sorgt für eine stabile und vorhersehbare Funktion der winzigen Transistoren in modernen Chips und trägt zudem zur Langlebigkeit eines Chips bei: Denn die Verunreinigungen können die Lebensdauer von Chips verkürzen. Hochreines Material trägt dazu bei, dass die Chips über viele Jahre hinweg zuverlässig funktionieren.
From Silicon to Value
Die Herstellung von Polysilicium beginnt beim Rohstoff Sand. Dieser besteht überwiegend aus Siliciumdioxid, aus dem zunächst metallurgisches Silicium mit einer Reinheit von etwa 98 bis 99 Prozent gewonnen wird.
Um daraus jedoch Polysilicium für die Elektronik- und Photovoltaikindustrie herzustellen, sind weitere, hochspezialisierte Schritte erforderlich – denn die Anforderungen an Reinheit und Qualität sind extrem hoch. Weitere Informationen hierzu finden Sie in der schematischen Darstellung weiter unten.
Ein zentraler Aspekt des Herstellungsprozesses ist der außerordentlich hohe Energieverbrauch – insbesondere beim Siemens-Verfahren. Diese energieintensiven Prozesse erfordern einen erheblichen Strombedarf. WACKER ist hier seit jeher Vorreiter: Wir haben unsere Verfahren umfassend elektrifiziert und setzen konsequent auf erneuerbare Energien. Dadurch fällt der CO₂-Fußabdruck besonders gering aus, was maßgeblich zu einer nachhaltigen Wertschöpfungskette beiträgt.
Aus unserem hochreinen Silicium werden dünne Wafer hergestellt. Diese bilden die Grundlage für die Produktion elektronischer Chips, wie sie in zukünftigen mikroelektronischen Anwendungen zum Einsatz kommen: etwa in 5G-Technologien zur weiteren Vernetzung unserer digitalen Welt oder in Rechenzentren für Künstliche Intelligenz.
Unser Reinigungsprozess ist exakt darauf abgestimmt, Fremdatome effektiv zu entfernen. Dadurch wird die Einsetzbarkeit des Polysiliciums erheblich erweitert, wie etwa für hochsensible Kommunikationsanwendungen oder Kamerachips in Smartphones. Hochreines Silicon ist also für die neueste Chip-Generation unerlässlich. Unser Prozess ist nach IATF zertifiziert und bestätigt damit die jahrzehntelange Erfahrung in dieser Industrie.
Die wichtigsten Schritte bei der Herstellung von hochreinem Polysilicium
1. Quarz
Silicium ist das zweithäufigste Element der Erde. In der Natur kommt es in erster Linie als Siliciumdioxid (SiO2) in Form von Quarz vor.
2. Metallurgisches Silicium
Durch Erhitzen des Siliciumdioxids (SiO2) mit Kohlenstoff werden die Sauerstoffatome entfernt. Dabei entsteht metallurgisches Silicium (Simg) mit einer Reinheit von rund 98 bis 99 % – zu wenig für die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie. Um das Material weiter zu reinigen, nutzt WACKER ein ausgereiftes Destillationsverfahren.
3. Wirbelschichtreaktor
Zunächst wird dafür das metallurgische Silicium (Simg) in einem Wirbelschichtreaktor mithilfe von Chlorwasserstoff (HCl) in flüssiges Trichlorsilan (HSiCl3) umgewandelt.
Simg + 3 HCl -> SiHCl3 + H2
4. Trichlorsilan-Destillation
Diese Flüssigkeit wird destilliert, um Verunreinigungen zu entfernen und hochreines Trichlorsilan zu erzeugen.
5. Silicium-Abscheidungsreaktor
Das extrem reine Trichlorsilandestillat wird in einem energieintensiven Prozess auf ca. 1.000 °C erhitzt und über dünne, erhitzte Siliciumstäbe geleitet.
6. Reines Silicium
Trichlorsilan zerfällt dabei und reines Silicium wird auf der Staboberfläche abgeschieden.
4 SiHCl3 -> Si + 3 SiCl4+ 2 H2
7. Silicium-Chunks
Abschließend wird das hochreine Silicium zerkleinert. Der entstehende Bruch bildet das Ausgangsmaterial für Solarzellen und Halbleiterwafer. Für den Einsatz von Chips in zukünftigen mikroelektronischen Anwendungen ist ein weiterer entscheidender Schritt erforderlich: die Oberflächenreinigung des Siliciums. Dabei müssen unerwünschte Spurenstoffe und Verunreinigungen besonders gründlich entfernt werden – mit dem Ziel, dass im Material und auf seiner Oberfläche praktisch keine Fremdatome mehr vorhanden sind.
Weltweite Produktionsstandorte
An folgenden drei Standorten produzieren wir mit unserer 70 Jahre langen Erfahrung hochreines Polysilicium für die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie.
Burghausen (Deutschland)Charleston/Tennessee (USA)
Nünchritz (Deutschland)
