Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein Wafer?
- Wie wird ein Wafer hergestellt?
- Welche Arten von Wafer gibt es?
- Wofür werden Wafer verwendet?
- Wieso sind Wafer rund?
Was ist ein Wafer?
Ein Wafer (englisch für „dünner Keks“ oder „Waffel“) ist eine dünne Scheibe aus Halbleiter-Material (meist Silizium), welche als Basis für die Herstellung integrierter Schaltkreise (IC) dient.
Wie wird ein Wafer hergestellt?
Die Herstellung eines Wafers erfolgt in mehreren Schritten und beginnt mit der Züchtung eines Silizium-Kristalls. Dieser Kristall wird in dünne Scheiben geschnitten, die als Wafers bekannt sind. Anschließend wird die Oberfläche durch ein chemisch-mechanisches Polieren geglättet. Nach dem Polieren folgen eine Reihe weiterer Verarbeitungsschritte, um den Wafer für die Mikrochipherstellung vorzubereiten. Dazu gehören:
- Reinigung: Entfernung von Verunreinigungen und Rückständen.
- Dotierung: Einführung von Fremdatomen, um die elektrischen Eigenschaften des Siliziums zu modifizieren.
- Aufbringen von Fotolack: Ein lichtempfindlicher Lack wird aufgetragen, um den Wafer für den Lithografieprozess vorzubereiten.
- Lithografie und Ätzen: Mithilfe von Masken und Licht werden Schaltkreismuster in den Fotolack und anschließend in den Wafer geätzt.
- Abscheidung von Materialien: Verschiedene Materialien werden abgeschieden, um die gewünschten elektrischen Verbindungen und Komponenten zu bilden.
Diese Prozesse werden mehrfach wiederholt, um komplexe Schaltungen und Strukturen auf dem Wafer zu erzeugen, der schließlich in einzelne Mikrochips geschnitten wird.
Welche Arten von Wafer gibt es?
Es gibt verschiedene Typen von Wafers, abhängig vom verwendeten Material und den spezifischen Anforderungen der darauf zu fertigenden Halbleiterbauelemente. Neben Siliziumwafers, die am häufigsten verwendet werden, gibt es auch Galliumarsenid-, Germanium- und Saphir-Wafers für spezielle Anwendungen.
Wofür werden Wafer verwendet?
Wafers dienen als Grundlage für die Fertigung von einem Mikrochip, Sensoren und vielen anderen Bauelementen der Mikroelektronik. Sie sind die Basis für die moderne Elektronik und finden Anwendung in zahlreichen Bereichen, von Computern und Mobiltelefonen bis hin zu Automobilen und Medizintechnik.
Wieso sind Wafer rund?
Die runde Form der Wafer in der Halbleiterindustrie ist kein Zufall. Hier sind einige Aspekte, die zur runden Form beitragen:
- Einfache Herstellung: Siliziumkristalle werden in zylinderförmigen Formen gezüchtet, und es ist technologisch einfacher, diese in runde Wafer zu schneiden.
- Strukturelle Integrität: Ein runder Wafer hat eine gleichmäßige kristalline Struktur, die entscheidend ist für die Qualität und Leistung der hergestellten Mikrochips.
- Optimierte Verarbeitung: Die runde Form ermöglicht eine effizientere Nutzung von radialsymmetrischen Bearbeitungsprozessen, die gleichmäßig von der Mitte nach außen arbeiten.
- Mechanische Stabilität: Die runde Form ist weniger anfällig für Brüche oder Beschädigungen während des Transports und der Verarbeitung.
- Vermeidung von Kristallfehlern: Eine Änderung der Form, etwa durch Sägen, würde zu Kristallfehlern und damit zu einer Minderung der Qualität führen.
Obwohl Mikrochips selbst rechteckig sind und die runde Form zu einem gewissen Verschnitt führt, überwiegen die Vorteile der runden Form, sodass sie in der Industrie zum Standard geworden ist.
