Elektronenbestrahlung - HZDR Innovation

High-Tech-Lösungen für Leistungshalbleiter und Polymere

Die Hochenergie-Elektronenbestrahlung ist ein führendes Verfahren zur gezielten Modifikation von Materialien. Im Gegensatz zu vielen anderen High-Tech-Prozessen findet diese Elektronenstrahl-Behandlung unter normalen atmosphärischen Bedingungen oder unter Schutzgas statt. Dies macht den Prozess besonders effizient, da das Substrat nicht aufwendig unter Vakuum gehandelt werden muss. Die Ausführung im Batch-Modus ermöglicht zudem hohe Durchsätze und eine wirtschaftliche Fertigung.

Das breite Anwendungsspektrum reicht von der Optimierung elektrischer Eigenschaften in Halbleitermaterialien, wie sie in Leistungshalbleitern oder in der Photovoltaik zum Einsatz kommen, bis hin zur Vernetzung von Polymermaterialien. Mit dieser innovativen Strahltechnologie lassen sich Materialeigenschaften präzise anpassen, um die Leistung und Langlebigkeit Ihrer Produkte zu steigern.

Header_Elektronenbestrahlungsanlage Materialmodifikation

Gezieltes Defekt-Engineering mit hochenergetischer Elektronenbestrahlung

Im Bereich des Defekt-Engineerings spielt die Elektronenbestrahlung eine entscheidende Rolle zur gezielten Erzeugung von Materialdefekten. Hochenergetischen Elektronen (Energie: 10 MeV) induzieren bei der Wechselwirkung mit den Gitteratomen präzise Fehlstellen und Zwischengitteratome. Dank der hohen Energien treten diese Effekte kaskadenartig auf, was eine effiziente und tiefgreifende Modifikation der Materialstruktur ermöglicht. Diese Methode ist fundamental für die Optimierung von Eigenschaften in Leistungshalbleitern und anderen Hochtechnologie-Materialien.

Aufbau und Funktion der Elektronenstrahl-Anlage

Der prinzipielle Aufbau der Anlage zur Durchführung von Elektronenbestrahlungen besteht aus drei Schlüsselkomponenten: einem Beschleuniger, einem Strahlscanningsystem und einem Lineartransportsystem zum präzisen Handling der Substrate. Diese Komponenten sind entscheidend für die Prozesskontrolle und die Reproduzierbarkeit.

Die zu behandelnden Materialien werden mit einer spezifischen Geschwindigkeit unter dem als Linie gescannten Elektronenstrahl hindurchgeführt. Die Kombination aus dem eingestellten Strahlstrom und der gewählten Geschwindigkeit bestimmt die applizierte Elektronendosis. Die Energie des Strahls ist fest auf monoenergetische 10 MeV eingestellt. Bei Bedarf kann die Energie durch den Einsatz von Streuplatten reduziert werden, was allerdings zu einer Energieverteilung führt. Wir bieten somit ein System, das sowohl präzise als auch flexibel auf Ihre spezifischen Anwendungsfälle angepasst werden kann.

Substrat-Handling und Materialmodifikation

Das Substrat-Handling ist bei der Elektronenbestrahlung besonders effizient gestaltet. Materialien, wie zum Beispiel Silizium-Wafer, werden als Stapel in spezielle Halterungen verpackt und anschließend in Bestrahlungskartons eingelegt. Je nach Größe der Wafer können sogar mehrere Stapel gleichzeitig in einem Karton platziert werden.

Dank der hohen Energie können die Elektronen den gesamten Substratstapel mühelos und gleichmäßig durchdringen. Dies ermöglicht nicht nur einen hohen Durchsatz, sondern garantiert auch eine konsistente Behandlung von Schicht für Schicht. So wird eine effiziente und zuverlässige Materialmodifikation sichergestellt.

Effizientes Substrat-Handling und Prozesskontrolle

Das Lineartransportsystem der Anlage ist darauf ausgelegt, den Durchsatz zu maximieren. Es ermöglicht die Platzierung mehrerer Bestrahlungskartons auf einem einzigen Tablar, das anschließend mit präziser Geschwindigkeit unter der gescannten Linie des Elektronenstrahls hindurchfährt. Durch die Kombination aus eingestellter Transportgeschwindigkeit, der daraus resultierenden Applikationszeit und dem Elektronenstrom wird die exakt benötigte Elektronendosis im Material appliziert.

Für Prozesse, die eine höhere Dosis erfordern, kann die Durchfahrt unter dem Strahl mehrfach wiederholt werden, um die gewünschte Dosis kumuliert zu erreichen. Um eine besonders gleichmäßige Elektronenbestrahlung zu erreichen, können die Substrate während der Bestrahlung in Teilschritten von beiden Seiten prozessiert werden. Diese Flexibilität garantiert eine optimale und reproduzierbare Materialmodifikation.

Hochenergie-Elektronenbestrahlungsanlage zur Materialmodifikation

Unsere Dienstleistungen

Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung und Umsetzung Ihrer Elektronenbestrahlungsprozesse – von der Forschung bis zur Serienfertigung.

R&D und Prozessentwicklung: Gemeinsam finden wir die optimalen E-Beam-Parameter für Ihr Material.
Pilotversuche: Führen Sie Tests unter realen Bedingungen durch, um die Machbarkeit zu prüfen.
Prozess-Qualifizierung: Wir sichern die Reproduzierbarkeit und Qualität Ihrer Elektronenbestrahlung.
Serienfertigung: Wir überführen Prozesse effizient in die Serienproduktion mit hohen Durchsätzen.

Zusatzservices:

Rush Service: Für dringende Aufträge bieten wir Ihnen einen beschleunigten Bearbeitungsmodus an.
Prozessberatung: Wir beraten Sie bei der Festlegung von Dosen und Prozessen, um maßgeschneiderte Lösungen zu schaffen.

Technische Parameter: Es wird eine feste, monoenergetische Energie von 10 MeV verwendet. Da die benötigte Dosis stark von Ihrem spezifischen Material und der Anwendung abhängt, legen wir diese Parameter in einem persönlichen Angebot fest. So stellen wir sicher, dass Sie genau die auf Ihre Anforderungen zugeschnittene Dienstleistung erhalten.

Unsere Alleinstellungsmerkmale & Vorteile

Profitieren Sie von unserer Expertise und den entscheidenden Vorteilen, die uns von Mitbewerbern abheben. Wir bieten nicht nur modernste Elektronenstrahltechnologie, sondern auch maßgeschneiderte Services, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind.

Leistungsstarke Technologie: Wir führen E-Beam Bestrahlungen mit Energien mit 10 MeV durch, was die gezielte Materialmodifikation selbst bei anspruchsvollen Substraten und einer außergwöhnlichen Flexibilität für unterschiedlichste Projekte ermöglicht.
Effiziente Verarbeitung & Hohe Durchsätze: Durch die Möglichkeit, Wafer im Stapelmodus (Stack Modus) zu behandeln, erreichen wir extrem hohe Durchsätze, was den Prozess wirtschaftlicher und effizienter macht.
Qualität: Unsere Prozesse garantieren höchste Qualitätsstandards in allen Phasen der Elektronenbestrahlung.
Kompetente Beratung: Unser Team unterstützt Sie dabei, die bestmöglichen Prozessparameter für Ihr spezifisches Material und Ihre Anwendung zu finden. Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen, die über Standardverfahren hinausgehen.

Gezielte Prozessoptimierung durch Expertenberatung

Die Elektronenbestrahlung ermöglicht die präzise Einstellung vielfältiger physikalischer Eigenschaften von Materialien. Um das volle Potenzial dieser Technologie auszuschöpfen, steht Ihnen unser erfahrenes Team zur Seite. Wir bieten eine gezielte Prozessberatung an, um Ihre spezifischen Anforderungen zu analysieren und die optimalen Möglichkeiten für Ihre Materialmodifikation zu finden.

Profitieren Sie von unserem Fachwissen und unserer langjährigen Erfahrung in der Elektronenstrahltechnologie, um maßgeschneiderte Lösungen für die Optimierung Ihrer Produkte zu entwickeln und die Effizienz Ihrer Prozesse zu steigern.

Ihre Ansprechpartner

Dr. Roman Böttger

Chief Operating Officer

Tel.: +49 351 260 2873

r.boettger@hzdri.de

Prof. Dr. Thoralf Gebel

Sales Consultant Ion Technology

Tel.: +49 176 207 45597

t.gebel@hzdri.de