Schon länger, seit den 80iger Jahren des vergangenen Jahrhunderts,  belieferte Dynamit Nobel AG von seinem Werk in Rheinfelden die SMIEL in Meran/Südtirol, Italien, mit Siliziumtetrachlorid zur Herstellung elektronischen Siliziums dort.

Dieses Werk Rheinfelden hatte die Dynamit Actiengesellschaft 1953 erworben. Ein zweiter Werksteil gehörte lange Zeit der Degussa. In Rheinfelden wurde schon seit dem 19. Jahrhundert ein Rhein-Wasserkraftwerk mit Stauwehr betrieben. Der Strom wurde hauptsächlich in der Chloralkali-Elektrolyse zur Herstellung von Chlor und Alkalien genutzt. Die dafür als Rohstoff benötigte Salzsole wurde durch unterirdische Aussolung und Antransport durch Rohre gewonnen.
Das Rheinfeldener Werk war durch die Initiative von Walther Rathenau
(* 29.9.1867, † 24.6.1922), dem Sohn von Emil Rathenau, dem Gründer 1887 der Allgemeinen Electrizitätswerke -AEG-, mit dem Rhein-Kraftwerk und der Nutzung des Stroms durch Elektrolyse im Elektrochemischen Werk Rheinfelden in den Jahren 1893 bis 1898 im Rahmen der industriellen Tätigkeit der AEG entstanden.

1980 erwarb die Dynamit Nobel AG von dem italienischen Staatskonzern Montecatini das Unternehmen SMIEL (Società Materiali Iperpuri per Elettronica) mit dem Werken in Meran und Novarra. In Meran wurde hochreines elektronisches Silizium in Rods und in Novara daraus Siliziumwafers hergestellt. Nach dem Erwerb hieß das Unternehmen Dynamit Nobel Silicon DNS. 1988 ging das Unternehmen auf die Hüls AG über. 1989 erwarb die Hüls AG die US-amerikanische Monsanto Electronics von der Monsanto-Gruppe und gründete die MEMC Electronic Materials. 1999 ging das Unternehmen auf E.ON über. 2003 erwarb die private amerikanische Investmentgruppe Texas Pacific Group die MEMC (siehe www.memc.com).

Die Herstellung elektronischen Siliziums in Meran basiert auf einem zweistufigem Prozeß, wie es der Umweltbericht der MEMC aus dem Jahr 2001 wiedergab:

Dabei wird das angelieferte Siliziumtetrachlorid (aus Rheinfelden) durch Wasserstoff zu Trichlorsilan TCS umgewandelt und dann zu elementarem polykristallinem Silizium mittels Wasserstoff reduziert.
Das amorphe Silizium in Form von Nuggets wird im Tiegelziehverfahren (Czochalski-Prozeß) zu hochreinem kristallinem Silizium Si in Stangenform verwandelt.

Dazu wird in Quarztiegeln das polykristalline Silizium unter Inertgasatmosphäre geschmolzen, ein Impfkristall aus hochreinem monokristallinem Si wird in die Schmelze von oben gebracht, und der fertige stangenförmige Einkristall (rod) wird langsam unter Drehen aus der Schmelze nach oben abgezogen. Bei diem Vorgang verbleiben die Spuren von Störstoffen, insbesondere die, die später zur Dotierung in Spuren hinzugesetzt werden wie Indium, Antimon, Arsen, Bor oder Phosphor, im Tiegel (siehe http://wikipedia.org/wiki/Silicium).

Es war das Bestreben der Produzenten, den Durchmesser dieser Rods im Czochalki-Prozeß dauernd zu steigern (17-inch-rods), um im weiteren Prozeß der Chipsherstellung aus den Wafers eine höhere Flächenausbeute an Chips pro Wafer realisieren zu können.

Aus einer solchen Stange werden dünne Wafers (Scheiben) -unter Verlust der Hälfte des Materials durch den Sägevorgang mittels kreisförmiger Diamantsägeblätter- hergestellt. Diese kreisförmigen Wafers dienen der Realisierung elektronischer Schaltelemente -Chips- in Miniaturform für die Elektronikindustrie weltweit.


Bearbeitet: Dr. Volker Hofmann
                 Troisdorf, 18. September 2009

Herstellung von elektronischem Silizium in Meran, 2001