Im Reinraum der Uni Ulm: Die Herstellung von Halbleitern

Bei einem Besuch an der Universität Ulm bekam ich neulich eine Führung durch den Reinraum. Was dort gemacht wird, und was ein Reinraum überhaupt ist, möchte ich euch mit meinen beiden Fotostrecken erklären. In diesem ersten Teil geht es um Halbleiter und ihre Herstellung.

Ein geöffneter USB-Stick. In der Plastikhülle befindet sich ein Board mit vielen kleinen elektronischen Bauteilen.
Halbleitertechnik im USB-Stick

Halbleiter sind eine besondere Art von metallischem Material. Sie eignen sich besonders für kleine und kleinste elektronische Schaltungen, wie sie heute zum Beispiel in jedem Telefon zu finden sind. Vor der Entdeckung der Halbleiter mussten für diese Aufgaben viel größere und unpraktischere Teile (wie etwa Röhren) eingesetzt werden.

Im Reinraum der Uni Ulm werden Halbleiterbauelemente mit verbesserten oder neuartigen Eigenschaften hergestellt. Dazu werden immer neue Zusammensetzungen und Eigenschaften der Bestandteile ausprobiert, wie etwa verschiedene Strukturgrößen (so wird die ungefähre Größe der kleinsten Bauteile genannt). Typische kritische Größen liegen im Bereich von 50 Nanometer (1 nm = 10-9 m) bis zu 1 Mikrometer (1 µm = 10-6 m).

Normalerweise erfolgt die Herstellung von Halbleitertechnik in folgenden Schritten:

Übersichtsgrafik zu Partikelgrößen. Skala von 0,001 Mikrometer (Atomradius) bis 1000 Mikrometer (Sandkorn). Halbleiter liegen bei 0,1 bis 1 Mikrometer.
Typische Partikelgrößen
  • Kristallzucht (Epitaxie), Materialherstellung
  • Schichtcharakterisierung
  • Strukturierung
  • Beschichtungstechnik
  • Kontaktierung
  • Montagetechnik

In Ulm gibt es allerdings keine Montagetechnik (für Halterungen, Gehäuse usw.), da die Halbleiter nur zur Forschung und Verbesserung hergestellt werden und die einzelnen Bauelemente daher kein Gehäuse benötigen, da sie nicht etwa verkauft werden.

In meiner ersten Fotostrecke werden die Ausstattung und die einzelnen Schritte der Halbleiterherstellung genauer erläutert.

Herstellung von Halbleitern
Zum Starten der Fotostrecke das Bild anklicken!

Nicht verpassen: Der zweite Teil der Fotostrecke