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Forum: Offtopic Halbleiter selber herstellen


Autor: Peter X. (vielfrass)
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Hat jemand damit Erfahrung?
Natürlich ist klar, das man mit Mutti's Backofen keine Super-qualität 
hinkriegt.
Will ja auch keine IC's mit zig Millionen Transistoren in 45µm.
Aber ne einfache Diode oder Transistor der z.B. einen LC-Schwingkreis am 
laufen hält müsste man doch hinkriegen?

Silizium-Kristalle hab ich mal bei einem Mineralienhändler auf'm
Weihnachtsmark gesehen...

Ein altes IC ausschlachten um so Silizium zu bekommen gilt nicht, das 
ist ja schon dotiert.

Autor: ... (Gast)
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>Ein altes IC ausschlachten um so Silizium zu bekommen gilt nicht, das
>ist ja schon dotiert.

Und das Silizium vom Mineralienhändler auch- mit (für die 
Halbleiterherstellung) unglaublichen mengen "Dreck"

Autor: 6632 (Gast)
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Sislizium kannst du vergessen. Das ist utopisch. Die chemikalien sind 
viel zu abgehoben und nicht beschaffbar. Das beginnt bei Silanen, und 
endet bei Flusssaeure zum Aetzen der SIO2 Schicht. Eher machbar ist 
allenfalls GalliumArsenid. Wenn man dessen Giftigkeit mal im Griff 
hat...

Autor: Jankey (Gast)
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Also wenn du als 0815 mensch Flusssäure in Industriemengen besorgen 
willst wird morgen das SEK an deiner Türe klopfen ..

Autor: Jens (Gast)
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Sowas orghanisiert man sich aus der schule :)

Autor: störimpuls (Gast)
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Nee, die klopfen nicht! Aber Recht hast du schon.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ 6632 (Gast)

>allenfalls GalliumArsenid. Wenn man dessen Giftigkeit mal im Griff
>hat...

Noch mehr HighTec? Back too the Roots. Selen sollte relativ brauchbar 
sein.

MFg
Falk

Autor: Fred (Gast)
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Hi,

also wenn's um den Lerneffekt geht, dann sowas:

http://www.b-kainka.de/bastel19.htm

Suchbegriff: Kristalldetektor.
Gruß

Fred

Autor: Peter X. (vielfrass)
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So ein kleines PNP Transistörchen währe schon ganz schön!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Peter X. (vielfrass)

>So ein kleines PNP Transistörchen währe schon ganz schön!

Viel Spass beim Dotieren.

MFg
Falk

Autor: Peter X. (vielfrass)
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NPN ist wahrscheinlich auch nicht einfacher...

Autor: Volker --- (volker-01)
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Mit was woll ihr denn dotieren? Mit Senfgas (Arsenhaltig) aus alten 
granaten des 1. Weltkriegs ?

Das ist ja gerade soooo leicht zu bekommen.

Autor: 6632 (Gast)
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Dotieren ? Die Halbleiter sind meist Halbmetalle der 4. Reihe, dh man 
kann mit 3. und 5. Reihe Dotieren. zB Bor, Alu, Gallium, Phosphor, Arsen

Autor: Anonymous Coward (Gast)
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Nachdem bei Halbleitern alle elektrischen Eigenschaften extrem von der 
Reinheit bzw. dem Dotiergrad abhängt - das ist ja der Witz an den 
Dingern - wird man mit Hausmitteln oder auch professionellen 
Amateurmitteln sicher kein reproduzierbares Halbleiterelement bauen 
können.

Typischerweise muss auf ein Siliziumatom 10^6 bis 10^7 Fremdatome kommen 
(z.B. Phosphor für n oder Aluminium/Bor für p). Um einen 
Halbleiterelement zu bauen müsste das Rohsilizium also bereits 
mindestens einen Reinheitsgrad von besser als 1 Fremdatom auf 10^7 
Si-Atome haben.

Und selbst wenn man dann mal so reines Silizium haben sollte muss man es 
dann präzise und räumlich getrennt dotieren :)

Einen Kristalldetektor zu bauen ist aber sicher ein sehr lehrreiches 
Unterfangen, wenn man sich den Aufbau mal anschaut sieht man auch woher 
die Diode ihr Schaltzeichen hat!

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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Was habt Ihr Vorstellungen von der Reinheit eines Halbleitermaterials !!
Bei Si und Ge beginnt die für Halbleiter brauchbare Reinheit über eins 
zu einer Million. das ist nur mit Einkristallbildung aus hochreinem 
Material zu erreichen. Probieren kann man sich mal mit 
Kristalldetektoren, aber mehr ist vom technischen Aufwand her nicht 
drin.

Autor: Jens (Gast)
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Och kommt... denkt mal nach wie damals der Transistor erfunden wurde?
Da kontne man sich scho mit 99,5% glücklich schätzwen

Autor: Jens (Gast)
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[Edit]

Wafer findet man auf E-bay in industriequalität rel. billig

Autor: Thomas B. (detritus)
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Anonymous Coward wrote:
> Typischerweise muss auf ein Siliziumatom 10^6 bis 10^7 Fremdatome kommen


Das wär bisschen viel... ;)

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Jankey wrote:
> Also wenn du als 0815 mensch Flusssäure in Industriemengen besorgen
> willst wird morgen das SEK an deiner Türe klopfen ..

Wenn ich schon ueber das Zeug lese, sowas wollte ich garnicht daheim 
haben, das ist ja uebelst gemeingefaehrlich.

Auf was fuer Ideen manche Leute hier kommen... unfassbar ;p Ich glaube 
es sollte jedem vernuenftig denken Menschen sofort einleuchten dass man 
Halbleiter nicht zu Hause im Backhofen (oder sonst wo) herstellen kann 
*g

Michael

Autor: Maxim S. (maxim) Benutzerseite
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Thomas B. wrote:
> Anonymous Coward wrote:
>> Typischerweise muss auf ein Siliziumatom 10^6 bis 10^7 Fremdatome kommen
>
>
> Das wär bisschen viel... ;)

Er/Sie meinte wohl 10^-6 bzw. -7

Autor: Unbekannter (Gast)
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Geht ohne Probleme, nur ist die dazu nötige Ausrüstung privat zu teuer.

Ein Kumpel von mir hat eigene Halbleiter gebacken, nämlich Solarzellen. 
Das war zu seiner Doktor-Zeit. Das Labor dafür war in der Uni...

Autor: Peter (Gast)
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Naja, so ein PNP Germanium Transistor (AC125, AC128, OC44) wie aus den 
guten alten Zeiten sollte schon irgendwie im Heimlabor hin zu kriegen 
sein.

Die bestanden in etwas aus einem runden Germanium-Kristall Plättchen 
(=Basis) bei dem auf der bei dem von beiden Seiten her je ein Tropfen 
Indium (oder vielleicht sonst irgend ein Metal) afgeschmolzen wurde (=> 
Emitter und Kollektor)

Die Kunst war glaub im wesentlichen, dass sich diese beiden Tropfen 
möglichst tief in das Kristallplättchen schmelzen, aber sich garde noch 
nicht ganz berühren...

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/gesch...

http://home.snafu.de/wumpus/transi2.htm

http://users.arczip.com/rmcgarra2/xstrhist.html

http://nobelprize.org/educational_games/physics/transistor/

http://www.radio-praktiker.de/Geschichte_der_Transistors.pdf

etc... (Google ist Dein Freund und Helfer)

Autor: Buddl (Gast)
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Ich bin schon gespannt wo ihr den Reinraum dafür herbekommt ;-)
Wenn du es (wie auch immer...) geschafft hast an hochreines Si zu kommen 
und auf die Idee kommst die Dotierung im Bastelzimmer zu machen hast du, 
bis du deine Chemikalien bereitstehen hast schon ´ne schöne SiO2-Schicht 
drüber, die als Isolator wirkt ;-)


Ich denke das aller-aller-aller höchste der Gefühle wäre ein 
MOS-Kondensator, aber alles mit PN-Vielschichtstruktur (angefangen bei 
Diode) kann man vergessen.

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Buddl
>Ich bin schon gespannt wo ihr den Reinraum dafür herbekommt ;-)

Putzen!

>Wenn du es (wie auch immer...) geschafft hast an hochreines Si zu kommen
>und auf die Idee kommst die Dotierung im Bastelzimmer zu machen hast du,
>bis du deine Chemikalien bereitstehen hast schon ´ne schöne SiO2-Schicht
>drüber, die als Isolator wirkt ;-)

Wie hat es denn die Industrie in den 50er Jahren gemacht?
Schutzgas?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Peter X. wrote:

> Wie hat es denn die Industrie in den 50er Jahren gemacht?
> Schutzgas?

Was denkst du, warum Si erst später aufkam?

Eine Germaniumscheibe und zwei Indiumpillen könnte man in der Tat
noch auf dem heimischen Basteltisch hinbekommen, allerdings wird
es einiger Versuchsreihen bedürfen (mit reproduzierbaren
Temperaturprofilen), bis man eine genügend dünne Basisschicht
erreicht hat, ohne dass C und E sich kurzsschließen.

Außerdem war das Zeug wohl recht umeweltempfindlich, so ein
Ge-Transistor ist bei offenem Gehäuse schnell kaputt gegangen
(anders als unsere heutigen, gut passivierten Si-Chips).

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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In Elektor stand mal eine Bauanleitung aus den 50ern abgedruckt, wie man 
eine Diode zu einem Transistor umbaut, da mußte ein Glimmerplättchen als 
Isolation für den zusätzlichen Anschlußdraht eingefügt werden, und dann 
wurde über den Draht ein Elko entladen, und damit verschweißt. Mit 
einigen Versuchen konnte ein Transistor mit Stromverstärkung größer als 
1 herauskommen.

Der Kristalldetektor ist eine Schottkydiode, Metall-Halbleiter-Übergang, 
und damit vermutlich etwas einfacher als eine PNP oder NPN-Struktur. Man 
stocherte mit der Drahtspitze auf dem Kristall herum bis der Empfang gut 
war.

http://de.wikipedia.org/wiki/Detektorradio
"Hierbei kam vor allem Bleiglanz und Pyrit zum Einsatz, die als Erze in 
der Natur vorkommen.
Bei einem Kristall-Detektor wurde so ein etwa 5 mm großer Kristall in 
eine metallische Halterung eingespannt, die den einen Pol der Diode 
bildete. Vom anderen Pol wurde eine Metallspitze einstellbar auf einen 
Punkt des Kristalls aufgedrückt, so dass ein Schottky-Kontakt entstand. 
Genau besehen handelte es sich beim Kristall-Detektor also um eine 
Schottky-Diode. Die Bedienung des Empfängers mit einem Detektorkristall 
war sehr diffizil und erforderte einiges Geschick und eine ruhige Hand, 
da mit Hilfe einer Metallspitze eine geeignete Stelle auf dem Kristall 
gesucht werden musste, die einen Gleichrichter-Effekt aufwies."

Autor: Willi Wacker (williwacker)
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Jungs, Ihr seht das viel zu kompliziert:

Man nimmt sich einen Leiter, teilt ihn in der Mitte (längs oder quer) 
und dann hat man zwei halbe Leiter, also 2 Halbleiter.

grumpf

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Einen Leiter teilen? Das gibt aber 'ne mächtige Sauerei, es sei denn, Du 
lässt vorher Fachpersonal aus Transsylvanien aktiv werden.

Zwar sind Leiter oftmals hohl (das bedingt sich durch das 
Peter-Prinzip), aber beim Teilen treten dennoch splatter-Movie-hafte 
Erscheinungen auf.

Nee, muss nicht sein.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Das war die (Um)bauanleitung aus dem Jahr 1954, von Elektor zur 
25-jährigen Erfindung des Transistors 1973 abgedruckt.

Autor: Matthias S. (da_user)
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Ich hab im Laufe meiner Ausbildung schon Halbleiter selbst hergestellt. 
Unter Laborbedingungen mit alten Fertigungsanlagen.

Die Ausfälle lagen bei ca 90%! Viel Spaß da mit irgendwelchen 
Hausmittelchen => Keine Chance!

Autor: Prozessingenieur (Gast)
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Wenn man diesen Thread hier liest, könnte man die Hände über dem Kopf 
zusammenschlagen!! Als ob es so leicht ist ein funktionierendes 
Halbleiterbauelement herzustellen. Mal davon abgesehen das kein Mensch 
passende Anlagen für sowas hat. Selbst eine Diode kriegt man nicht hin 
wenn man keine Temperaturprofile in der Nähe der 1000°C fahren kann.

Aufbauten wie Shockley sie gemacht hat, kann man dagegen machen. Aber 
richtig ein Halbleiterbauelement herstellen kann man nicht privat. Auch 
wenn man die Chemikalien dafür schon bekommt. Mal davon abgesehen das 
wohl kein vernünftiger Mensch Flusssäure zu Hause haben will... ;)

Autor: Paul Baumann (Gast)
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>Mal davon abgesehen das
>wohl kein vernünftiger Mensch Flusssäure zu Hause haben will... ;)

...ach, die sucht sich schon ihren Weg aus dem Haus. ;-))

MfG Paul

Autor: Anonymous Coward (Gast)
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Maxim W. schrieb:
>Thomas B. wrote:
>> Anonymous Coward wrote:
>>> Typischerweise muss auf ein Siliziumatom 10^6 bis 10^7
>>> Fremdatome >kommen
>> Das wär bisschen viel... ;)
>Er/Sie meinte wohl 10^-6 bzw. -7

Hoppla, ja allerdings.
Bzw. wollte ich eigentlich schreiben, dass auf ein _Fremd_atom 10^6 bis 
10^7 _Siliziumatome kommen.

Autor: lachender (Gast)
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Muuahhahahaaaa

Autor: Peter X. (vielfrass)
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1. Flusssäure gibt's zum Glasätzen im Bastelladen und im Dekohaus.

@Prozessingenieur
>
>Wenn man diesen Thread hier liest, könnte man die Hände über dem Kopf
>zusammenschlagen!! Als ob es so leicht ist ein funktionierendes
>Halbleiterbauelement herzustellen. Mal davon abgesehen das kein Mensch
>passende Anlagen für sowas hat. Selbst eine Diode kriegt man nicht hin
>wenn man keine Temperaturprofile in der Nähe der 1000°C fahren kann.
>
Der durchschnittliche Hobbyelektroniker (so wie ich und andere Leute die 
ich kenne) hat bei sich im "Bastelkeller" Equipment im Werte von einigen 
Hunderttausend Euro rumstehen. Daher steht dem Bastler eine viel höhere 
Dichte an Messgeräten und Ausrüstung zur Verfügung, als es in den 
meisten Industriebetrieben möglich währe. Da er nur sich selber 
Verantwortlich ist, kann der Hobbybastler wesentlich zielgerichteter 
vorgehen als das in der Industrie überhaupt denkbar währe. U.a. 
beherschen Hobbybastler heutzutage das Löten von BGA perfekt. Auch 
Düsentriebwerke werden im Bastelkeller auf der Drehbank hergestellt...

Da ist doch ein Brennofen aus dem Hobbyladen mal schnell mit ein paar 
Thermoelementen ausgerüstet...

Autor: Gast123 (Gast)
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Der Brennofen aus dem Hobbyladen übernimmt dann wahrscheinlich auch 
gleich die Dotierung der Halbleiter ;-)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Gast123 wrote:

> Der Brennofen aus dem Hobbyladen übernimmt dann wahrscheinlich auch
> gleich die Dotierung der Halbleiter ;-)

Mit den Strukturen, die du mit der Flusssäure aus dem Bastlerladen
geätzt hast. ;-)

http://www.bayerguvv.de/download/uva101_17.pdf

Das Zeuch willste nicht freiwillig zu Hause haben.

Autor: Peter X. (vielfrass)
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1. Denke mal, das man von diesen Chemikalien lediglich Bruchteile eines 
Mililiters braucht.

2. Flußsäure gibt's wirklich im Bastlerladen. Das ist eine Sache, da 
wird z.B. ein Trinkglas mit einer dünnen Wachsschicht überzogen. In 
diese Wachsschicht wird mit einem Schaber ein Muster geritzt. Dann wird 
mit einem kleinen Pinsel Flußsäure aufgepinselt. Das Muster wird 
dardurch ins Glas geätzt.

3. "Hunde wollt Ihr ewig leben?"

4. Thermoelemente vom Typ K messen Temperaturen bis 1300°C. So ein 
Hobby-Brennofen für Töpferarbeieten geht auch bis in diesen 
Temperaturbereich.

5. Bei der Halbleiterherstellung sind die Temperaturen eh nur im Bereich 
400...700°C

Autor: Dickmann (Gast)
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Die Herstellung von Halbleitern zuhause ist völliger Quatsch. Ersten 
technologisch völlig unmöglich. Zweitens 
unwirtschaftlich!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 
!!!!!!!!!!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Mist, schon wieder einer, der seinen keyboard controller selbst gebaut
hat. :-)

Autor: Matthias S. (da_user)
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Wie haben eigentlich die Anfänge der Halbleiterei ausgeschaut? Das muss 
doch ner "Bastlerei" auch sehr geähnelt haben?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Eben. Früher hatten die auch keine besseren Voraussetzungen als manche 
Hobbybastler heutzutage. Mit einigem Aufwand ist das sicher 
hinzubekommen.
@Dickman: Erstens ist es 'technologisch' sehr wohl möglich. Siehe der 
Thread über den Franzosen, der seine Röhren selber bastelt. Zweitens 
gehts hier sicher nicht um eine wirtschaftliche Produktion. Mit 
demselben Argument kannst du natürlich jedes Hobby angreifen.
Und zu guter Letzt:  Warum macht mans? Weil man es kann!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Alexander Schmidt wrote:

> Eben. Früher hatten die auch keine besseren Voraussetzungen als manche
> Hobbybastler heutzutage.

Das trifft aber eben eher auf die Germanium-Ära zu (und ja, derartige
Bauteile bekommt man sicher auch auf'm Basteltisch noch hin).

Autor: Mathi (Gast)
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> 1. Denke mal, das man von diesen Chemikalien lediglich Bruchteile eines
> Mililiters braucht.

Falsch!! Es sind für alle Schritte schon etwas mehr.

> 2. Flußsäure gibt's wirklich im Bastlerladen. Das ist eine Sache, da
> wird z.B. ein Trinkglas mit einer dünnen Wachsschicht überzogen. In
> diese Wachsschicht wird mit einem Schaber ein Muster geritzt. Dann wird
> mit einem kleinen Pinsel Flußsäure aufgepinselt. Das Muster wird
> dardurch ins Glas geätzt.

Wie konzetriert ist die? Bei Halbleitern kommt die in höheren 
Konzentrationen zum Einsatz.

> 3. "Hunde wollt Ihr ewig leben?"

Weißt Du eigntlich was Flussäure mit Deinem Körper anstellt? Eine 
5-DM-Stück (jaja, die alten Zeiten) große Verätzung entzieht Dir alle 
Alkali-Metalle. Die Nervenleitung bricht zusammen. Dein Körper macht was 
er will und Du stirbst nach Stunden an multiplen Organversagen.
Ich persönlich kann mir schöneres Vorstellen!!

> 5. Bei der Halbleiterherstellung sind die Temperaturen eh nur im Bereich
> 400...700°C

Falsch! Durch moderne Verfahen konnten in Teilbereichen die Temperaturen 
in solche Bereiche gedrückt werden, aber Du hast keine modernen 
Verfahren zur Verfügung!!! Bei der Trockenoxidation braucht man eine 
Temperatur von 1200°C. Dotieren geschieht im Ofen bei 1100°C.


> Erstens ist es 'technologisch' sehr wohl möglich. Siehe der
> Thread über den Franzosen, der seine Röhren selber bastelt.

Genau!!! Weil Halbleiter und Röhren ja auch beide so viel gemeinsam 
haben, hat es nur mehr als 50 Jahre gedauert bis der Transistor erfunden 
wurde...


Ich finde es bemerkenswert wieviel Energie an so einen geistigen Versuch 
investiert wird! Ihr solltet alle mal ein Halbleiterlabor von innen 
sehen und dort arbeiten ;)

Das Bild zeigt den ersten Transistor... Den kann jeden selber bauen... 
Und gefährlich ist es nicht! Also los... ;)

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mathi wrote:

> Das Bild zeigt den ersten Transistor... Den kann jeden selber bauen...
> Und gefährlich ist es nicht! Also los... ;)

Das ist doch mal ein Wort!
Also: Wer baut welchen Transistor. ich finde als langfristiges
Ziel sollten wir uns was Vernünftiges steckes. Wie wäre es mit
einem Handy, wobei wir alle Halbleiter selber fertigen?

:-) :-) :-)

Autor: Mathi (Gast)
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> Wie wäre es mit einem Handy, wobei wir alle Halbleiter selber fertigen?

:-D Ich habe einen bekannten mit Lkw. Den leit er uns sicher mal um das 
Handy mitzunehmen :-P

Autor: Bernd (Gast)
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Das ist alles noch nicht das Richtige, was ihr da schreibt.
Wenn wir mal in die Historie zurückgehen, sollte es ja wohl möglich 
sein,
aus bestem chilenischen Kupfer (nur das war wohl verwendbar, deutsches 
ging irgendwie nicht) einen jawoll : Kupferoxydulgleichrichter 
herzustellen!
War früher (naja, ganz früher) im Vielfachmesser unter der Bezeichnung 
"Maikäfer" drin. Das Dings war bereits als sozusagen Hybridschaltkreis 
zum Graetzgleichrichter zusammengefummelt.
Also keine Angst, an dieser Stelle mal ansetzen und dann folgerichtig 
den Kuferoydultransistor und danach den Kuperoxydulschaltkreis...

Ich verwende allerdings meist fertige Halbleiter, wahrscheinlich aus 
Faulheit.

Viel Freude beim Basteln!

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