4.6 - Halbleiter für Quantumcomptuting: Wertschöpfung und chemischer Fingerabdruck
- Event
- iCCC2026 - iCampus Cottbus Conference
2026-05-05 - 2026-05-07
Cottbus - Band
- Vorträge
- Chapter
- Material- & Prozesstechnologie
- Author(s)
- O. C. Ernst, D. Uebel, R. Brendler, A. Handschick-Ernst, J. Acker - BTU Cottbus-Senftenberg, Senftenberg
- Pages
- 80 - 83
- DOI
- 10.5162/iCCC2026/4.6
- ISBN
- 978-3-910600-10-2
- Price
- free
Abstract
Isotopenreine Halbleiter wie Silicium-28 (28Si) nehmen eine Schlüsselposition als Materialplattform für Zukunftstechnologien wie dem Quantencomputing ein. Ihre Wertschöpfungskette ist jedoch komplex und teuer. Da der Anreicherungsprozess in Silicium-28-Tetraflourid (28SiF₄) stattfinden muss und dieses industriell nur schwer nutzbar ist, sind chemische Umwandlungsverfahren zu 28SiH₄ oder andere Silane notwendig. Zwar existiert eine Handvoll chemischer Methoden für die Umwandlung, jedoch besitzen diese individuellen chemische Fingerabdrücke, welche in den weiteren Verarbeitungsschritten zum Quantenbauteil problematisch sind. Die hohen Anforderungen der Halbleiterindustrie und der Quantentechnologie stellt zudem die Analytik vor große Herausforderungen. So kommen gasanalytische Methoden bei der sehr hohen benötigten Reinheit an ihre Nachweisgrenze. Die komplexe Wertschöpfung von 28Si und 28SiH₄ führen zu extrem hohen Marktpreisen von aktuell über 1‘000 EUR/g. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Wertschöpfungskette für 28Si vorgestellt. Im zweiten Teil werden die Ergebnisse eigener chemischer Umwandlungsexperimente von 28SiF₄ zu 28SiH₄ gezeigt. Bereits vor der chemischen Aufreinigung konnte eine sehr gute Gasreinheit von <50 ppm erreicht werden, womit die Ergebnisse aus der Literatur reproduziert und z.T. übertroffen werden könnten.