- Chip-Herstellung
- Chip-Herstellung,industrielle Fertigung von Chips. In der Praxis haben sich unterschiedliche Verfahren herausgebildet, die sich aber im Grundsatz ähneln. Besonders verbreitet ist die Technik MOS, mit der sich die typischen Chip-Bestandteile - Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und Leiterbahnen - herstellen lassen.Grundmaterial der Chip-Herstellung ist eine runde, 20 bis 30 cm große Scheibe aus einem dotierten Halbleitermaterial (meist Silicium, Dotierung, Halbleiter), ein sog. Wafer (engl. »Waffel«). Auf den Wafer werden die Strukturen der herzustellenden Halbleiterbauelemente aufgebracht, schließlich wird er in einzelne Chips (engl. »Schnipsel«) zurechtgesägt.Im Einzelnen beschichtet man zunächst den Wafer durch Epitaxie mit Schichten bestimmter Leitfähigkeit sowie mit nicht leitenden Schichten aus Siliciumdioxid. Die oberste Schicht ist ein Fotolack. Die eigentlichen Chip-Strukturen erzeugt man dann durch Fotolithographie. Dieses Verfahren verwendet Masken (Fotomasken) des Schaltplans, die jeweils bestimmte Bereiche abdecken oder frei lassen. Die freien Stellen werden mit sehr kurzwelliger Strahlung (tiefes Ultraviolettlicht oder Röntgenstrahlung) belichtet, was den Fotolack löslich macht. An unbelichteten Stellen härtet er aus. Der lösliche Lack lässt sich dann wegätzen. Die nun frei liegenden tieferen Schichten können durch Ionenbeschuss gezielt dotiert werden, etwa, um Transistoren zu erzeugen. Anschließend werden durch Bedampfen Leiterbahnen aus Aluminium oder Kupfer (Aluminiumtechnologie, Kupfertechnologie) sowie Isolationsschichten aufgebracht.Belichtung und Bedampfung benötigen oft mehrere Stufen. Nachdem die einzelnen Chips herausgeschnitten sind, werden sie mit Anschlüssen versehen und in ein Gehäuse gesetzt. Daran schließt sich eine Funktionsprüfung an.Die gesamte Chip-Herstellung erfolgt in sog. Reinräumen, die gewährleisten, dass keine Fremdkörper wie Staubkörnchen oder Blütenpollen in Wafer oder Chip eindringen und sie verunreinigen - was sie unbrauchbar machen würde. Reinräume werden hermetisch von der Außenwelt abgeschottet und unter leichtem Überdruck gehalten, sodass im Falle eines Lecks Fremdkörper nicht eindringen können. Üblich ist bei der Chip-Herstellung ein Reinraum der Klasse 10, das heißt, die Luft enthält maximal 10 Partikel pro Kubikfuß (1 Fuß = 30,48 cm). Die Beschäftigten in Reinräumen tragen Schutzanzüge, Kapuzen, Gesichtsmasken und Handschuhe sowie antistatische Schuhe, um Verunreinigungen durch Hautschuppen, Haare usw. auszuschließen und um Gefährdungen durch statische Elektrizität zu vermeiden.
Universal-Lexikon. 2012.
