Wafertechnologie - was ist das ?

Hallo Freunde,

da ich jetzt nicht genau weiss, ob ich diesen Begriff in den Bereich Mathe/Physik oder in Bio/Chemie einordnen soll, habe ich die Frage in beide Foren gestellt. Kann mir jemand in einer allgemeinverständlichen Form erklären, was diese Technologie darstellt und wo sie hauptsächlich zum Einsatz kommt ?

Besten Dank im voraus und Gruss,
Stefan

Hallo Stefan!

Wafer

Wafer [w’e?f?, engl.], in der Mikroelektronik bei der Chipherstellung verwendete dünne Scheibe aus Halbleitermaterial (meist Silicium). Nach Funktionsprüfung der mikroelektron. Bauelemente oder der integrierten Schaltungen wird der einige cm2 große W. in mehrere, nur wenige mm2 große Chips zerteilt.

© Meyers Lexikonverlag.

Gruß Werner

Hallo Freunde,

da ich jetzt nicht genau weiss, ob ich diesen Begriff in den
Bereich Mathe/Physik oder in Bio/Chemie einordnen soll, habe
ich die Frage in beide Foren gestellt. Kann mir jemand in
einer allgemeinverständlichen Form erklären, was diese
Technologie darstellt und wo sie hauptsächlich zum Einsatz
kommt ?

Hallo Stefan
Wafer sind dünne Scheiben aus reinem Silizium, daraus stellt man Computerprozessoren her, das geht so:
Man züchtet aus hochreinem Silizium einen Kristall, den sogenannten Einkristall, der ist etwa so groß wie ein 5 Liter-Bierfaß :wink:, den zersägt man in feine Scheiben, früher war 20 Zentimeter Durchmesser Standard, jetzt arbeitet man mit 30 Zentimetern, das erhöht die Produktivität und senkt die Kosten.
Die Struktur der Chips (Prozessoren) erzeugt man durch Photolack, belichten mit Masken und Ätzen.
Auf einen 300 Millimeter-Wafer passen bei Intel 200 Pentium 4-Chips in 13 mikron-Struktur mit je 42 Millionen Transistoren
Die einzelnen Chips werden geprüft und die funktionstüchtigen ausgesägt, das Siliziumplättchen nennt man englisch „Die“.
Gruß
Rainer

Unter der „Wafertechnologie“ versteht man allgemein alle Prozesse, die notwendig sind um Halbleiterprodukte herzustellen. D.h. „Wafertechnologie“ heißt auch „Halbleitertechnologie“.

In der „Halbleiterei“ können herkömmliche Prozesse wie Bohren, Sägen oder Fräsen nicht angewendet werden.(wegen den Strukturdimensionen, i.A. unter 1 µm, bis in den 10 nm Bereich)

Daher werden Strukturen im Wesentlichen immer durch Lithographie hergestellt. Das bedeutet:

  • auf dem Wafer (der Siliziumscheibe) wird eine Schicht erzeugt (das ist zum Beispiel Siliziumoxid oder Si-Nitrid, oder eine Metallschicht (Al))

  • eine Photolackschicht wird aufgebracht (dieser Lack ist UV-Licht empfindlich, über eine Maske (d.h. also im Prinzip eine Glasscheibe mit hellen und dunklen Flächen) wird diese Lackschicht belichtet. An den belichteten Flächen verändert der Lack seine Struktur und kann dann beim Entwickeln herausgelöst werden. Die unbelichteten Stellen bleiben stehen.

  • Jetzt wird der Wafer mit der beispielsweise Oxidschicht, dem Strukturierten Photolack in eine ätzende Flüssigkeit gesteckt. Die Säure greift das Oxid an den vom Photolack ungeschützen Stellen an und löst das Oxid auf.

  • Nachdem man auch den Photolack entfernt hat, hat man jetzt eine strukturierte Oxidschicht auf dem Si-Wafer

Ohne Zeichnungen ein bißchen schwer zu erklären, wenn weiter Fragen sind kannst du mich ja noch genauer fragen.

Hier noch ein paar Stichworte, die mir zu Wafertechnologie einfallen:

Halbleiter (semiconductor), VLSI, ULSI, Lithographie, Implantation, Ätztechnik, Schichterzeugung, Naßchemie, Ofenprozesse, Plasmaätzen, Kristallzucht, Oxidation, Diffusion, Gasphasenabscheidung (CVD)

Viel Spaß
Gerhard