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30.03.1990

Wie ein moderner Speicherchip entsteht

Die Fensterbildung und Dotierung wird an anderen Stellen und mit anderen Substanzen so oft wiederholt, bis alle gewünschten Grundelemente des Chips-Transistoren, Kondensatoren und Widerstände-im Silizium integriert sind. Nun müssen die vielen Bauteile noch miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck dampft man eine Metallschicht, zum Beispiel aus Aluminium oder Wolfram, auf den Chip und überträgt mit einer Maske die Struktur der elektrischen Leitungen. Nach Entfernung des überflüssigen Leitermaterials ist dieSchaltung fertig.

Der Wafer hat jetzt mehrere hundert Prozeßschritte hinter sich, aber er ist auch in diesem Zustand erst ein Zwischenprodukt.

Bevor man ihn mit einerDiamantsäge in viele Chips zerlegt, werden diese einzeln getestet. Die unbrauchbaren-das sind vor allem bei einer neuen Produktionslinie weit mehr als die Hälfte - werden aussortiert.

Die funktionstüchtigen Chips klebt man auf vergoldete Systemträger, die künftigen Anschlußbeine. Roboter verbinden diese Beine über feine Golddrähte mit den Kontaktpunkten auf dem Chip. Die ganze Konstruktion wird dann mit Keramik oder Kunststoff in ein Gehäuse vergossen und so gegen Umwelteinflüsse geschützt. Die fertigen Elektronikbauteile müssen anschließend nochmals strenge Tests

bestehen-erst dann werden sie zum Einsatz oder Verkauf freigegeben.

Chips werden in Kleinserien auf hochreine Siliziumscheiben produziert. Die sogenannten Wafer sägt man von dicken Stangen hochreinen Siliziums ab, die eigens für die Chip-Herstellung gezüchtet wurden.

Als erstes gelangt der glatt polierte Wafer in einen Ofen mit Sauerstoff, wo sich das Silizium mit einer elektrisch isolierenden Oxidschicht überzieht. Der auf einem Computer entworfene Schaltungsaufbau entsteht nun Schritt für Schritt, indem mehrmals das Grundmaterial an exakt bestimmten Stellen gezielt verändert wird. An diesen Stellen muß man die Oxidschicht wieder entfernen.

Zu diesem Zweck wird der oxidierte Wafer mit Fotolack beschichtet und dann durch eine Maske belichtet. An den belichteten Stellen härtet der Fotolack aus. Im anschließenden Ätzvorgang löst Säure an den unbelichteten Stellen den weichen Fotolack samt der Oxidschicht auf. Damit ist das Etappenziel erreicht: An den gewünschten, mikroskopisch kleinen Stellen liegt das Silizium frei.

Nun werden die elektrischen Eigenschaften dieser Siliziumfenster geändert, indem man dort mit einem gerichteten Ionenstrahl beispielsweise Bor-lonen ins Kristallgitter schießt. Dieser Prozeßschritt heißt Dotierung.