Silizium

Das Silber der Neuzeit


Siltronic Freiberg fertigt Chip-Wafer für die ganze Welt

Freiberg. Ob Handy, Laptop, MP3-Player, Navi oder Airbag: Elektronik funktioniert nur dank Computerchips. Damit sich die Abermillionen winziger Schaltkreise auf den wenigen Quadratzentimetern bei der Arbeit nicht ins Gehege kommen, muss das Trägermaterial sehr rein sein. Ultrareines Silizium ist da gerade gut genug.

Das ordern Chip-Hersteller aus aller Welt zu einem großen Teil im sächsischen Freiberg. Wo früher Silber gefördert wurde, entsteht heute im Siltronic-Werk das Edelmetall der Neuzeit – Silizium in Form gut weiterzuverarbeitender dünner Scheiben. Exakt 300 Millimeter breit, exakt 0,775 Millimeter dick sind diese Wafer.

„Unregelmäßigkeiten bei der Oberfläche sind nur im niedrigen Nanometer-Bereich erlaubt“, betont Marion Zech, die Qualitätsmanagerin des Werks. Das sind nur millionstel Millimeter.

Gezüchtet bei über 1.400 Grad

So viel Exaktheit und Reinheit macht die Fertigung aufwendig. Zunächst züchten die Siltronic-Spezialisten einen bis zu 450 Kilogramm schweren, meterlangen Kristall aus hochreinem Silizium. Nur ein Fremdatom auf eine Milliarde Silizium-Atome ist erlaubt.

„Das geschieht in einer Hightech-Apparatur bei über 1.400 Grad Celsius“, erläutert Zech. Aus dem flüssigen Silizium wächst über Tage hinweg unter genau gesteuerten Bedingungen der Riesenkristall, jedes Atom findet seinen Platz im Kristallgitter. Das klappt dank langjähriger Erfahrung fast immer. Aber schon durch kleinste Fehler kann die Kristallstruktur an manchen Stellen gestört sein. „Sorgfalt ist bei diesem sehr komplexen Prozess oberstes Gebot“, sagt die Qualitätsmanagerin.

Dann wird der Kristall auf den exakten Durchmesser geschliffen und in Scheiben gesägt, die Wafer. Diese werden nun in vielen Schritten unter Reinraum-Bedingungen geschliffen, gereinigt, geprüft, poliert, geätzt, wieder gereinigt und geprüft – bis jeder einzelne absolut perfekt ist.

Etwa eine Viertelmillion Wafer fertigen die gut 1.000 Siltronic-Mitarbeiter jeden Monat. Gearbeitet wird rund um die Uhr, sieben Tage die Woche. „Und wir versuchen ständig, noch mehr Qualität zu noch geringeren Kosten zu produzieren“, sagt Werkleiter Andreas Mühe, der zudem die komplette Produktion bei der Wacker-Tochter Siltronic leitet.

Branche tüftelt schon an größeren Wafern

„Der Halbleiter-Markt ist sehr wählerisch“, bekennt der 41-Jährige. „Wir müssen unseren guten Ruf deshalb immer wieder neu rechtfertigen.“ Das heiße Energie sparen, Qualität erhöhen, den Fertigungsprozess optimieren, Mitarbeiter weiterbilden. Und neue Trends nicht verpassen.

So tüftelt die Branche bereits an der nächsten Wafer-Generation mit 450 Millimetern Durchmesser. Sie erlaubt noch höhere Chip-Ausbeuten. Die Freiberger sind schon am Ball. Seit 1966 züchten sie erfolgreich Silizium-Kristalle, sagt Werkleiter Mühe: „Auch diese Herausforderung werden wir meistern.“

 

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