{"id":16886,"date":"2024-01-31T11:46:00","date_gmt":"2024-01-31T10:46:00","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=16886"},"modified":"2026-02-11T10:20:12","modified_gmt":"2026-02-11T09:20:12","slug":"bedeutung-silizium-mikroelektronik-einkristall-teil-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/tutorials\/einfuehrung-mikroelektronik\/bedeutung-silizium-mikroelektronik-einkristall-teil-3\/","title":{"rendered":"<strong>Die Bedeutung von Silizium f\u00fcr die Mikroelektronik<\/strong> | Einf\u00fchrung in die Mikroelektronik \u2013 Teil 3"},"content":{"rendered":"\n        <div id=\"block_1cfff44064a9c8c09a0cc5fba55936de\" class=\"lwn_block lwn_block_repeater lwn_thewidth lwn_center lwn_repeater_text\" style=\"\" test>\n            <div class=\"lwn_flexparent\">\n            \n                    <div class=\"lwn_flexchild lwn_flex1 \"><p>Silizium ist das Material der Wahl f\u00fcr die Herstellung von Wafern, wie im <a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=15961&amp;preview=true\">zweiten Teil<\/a> der Videoreihe zur Einf\u00fchrung in die Mikroelektronik angedeutet wurde. Doch warum ist das so und was macht Silizium so geeignet f\u00fcr den Herstellungsprozess von Halbleitern? Das ist Thema unseres dritten Videos mit FMD-Experte <a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/expertise\/experts\/michael-toepper\/\">Dr. Michael T\u00f6pper<\/a>.<\/p>\n<p>Viele Menschen werden schon einmal unbewusst mit Siliziumdioxid in Kontakt gekommen sein \u2013 beim Tragen von spezieller Outdoor-Kleidung zum Beispiel. Denn Siliziumdioxid wird h\u00e4ufig in der Textilindustrie eingesetzt, um Materialien schmutz- und wasserabweisend zu machen. Diese Eigenschaft macht das Material unter anderem so interessant f\u00fcr die Mikroelektronik. Denn die <strong>Materialkombination aus Silizium und Siliziumdioxid<\/strong> ist \u00e4u\u00dferst stabil gegen\u00fcber Wasser und hat einen sehr hohen Schmelzpunkt. Aufgrund der Anwendung vieler nasschemischer Beschichtungs- und Strukturierungsverfahren sowie hoher Temperaturen in der Halbleiterherstellung sind diese Eigenschaften \u00e4u\u00dferst hilfreich. F\u00fcr das Herstellen von Wafern gelten jedoch hohe Anforderungen an die Reinheit des verwendeten Siliziums. Um diese Reinheit zu erreichen, sind aufwendige und energieintensive Prozesse n\u00f6tig.<\/p>\n<p>Die Bedeutung der Wafer wird bei einem Blick auf die Zahlen zur weltweiten Produktion deutlich: 2022 entsprach die <strong>weltweit produzierte Waferfl\u00e4che etwa 9,5 Quadratkilometern<\/strong> und war somit etwa doppelt so gro\u00df wie die Fl\u00e4che des Tiergartens in Berlin. Seit 1997 gilt f\u00fcr die Wafergr\u00f6\u00dfe ein Industriestandard von <strong>300 Millimetern<\/strong>. F\u00fcr die Zukunft ist davon auszugehen, dass die Zahl produzierter Wafer weiter steigen wird. Dabei werden zunehmend Fragen nach dem Einfluss der Halbleiterkomponenten auf die Umweltbilanz wichtiger (siehe dazu auch <a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/projekte\/fmd-projekte\/green-ict-fmd\/\">Green ICT @ FMD<\/a>).<\/p>\n\n                    <\/div>\n            <\/div>\n            \n        <\/div>\n\n\n        <div id=\"block_404d038fd410d31cf4c32aeb8ee86abf\" class=\"lwn_block lwn_block_fullmedia lwn_thewidth lwn_center\" style=\"\" test><div class=\"lwn_cutclass \"><div class=\"lwn_copy_box\"><div class=\"lwn_vidbox lwn_youtube embed_16x9 lwn_external\" data-url=\"https:\/\/www.youtube-nocookie.com\/embed\/jh2zIu1cL-Q?autoplay=1&#038;showinfo=0&#038;enablejsapi=1&#038;wmode=opaque&#038;color=white&#038;modestbranding=1&#038;rel=0\"><iframe src=\"\" allowfullscreen=\"\" allow=\"autoplay; fullscreen\" frameborder=\"0\"><\/iframe>\n            <div class=\"lwn_thumbnail\">\n                <div class=\"lwn_vcenter\">\n                \n            <div class=\"lwn_imgbox\">\n                <picture>\n                    <source srcset=\"https:\/\/fmd-insight.de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/231207-mikroelektronik_videoschulung_thumbnail_teil_03-1024x576.jpg 1x, https:\/\/fmd-insight.de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/231207-mikroelektronik_videoschulung_thumbnail_teil_03.jpg 2x\"\/>\n                    <img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/fmd-insight.de\/wp-content\/uploads\/2023\/12\/231207-mikroelektronik_videoschulung_thumbnail_teil_03-1024x576.jpg\" alt=\"\" class=\"\">\n                <\/picture><\/div>\n                <\/div>\n                <div class=\"lwn_thumbnail_consent\">Mit Klick auf den Button wird ein Youtube-Video abgespielt; youtube.com verwendet Cookies<\/div>\n                <div class=\"lwn_thumbnail_play icon-thumbnail_play lwn_backdrop10\"><\/div>\n            <\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"lwn_caption lwn_backdrop10 no_caption\"><div class=\"lwn_copy lwn_backdrop10\"><span>&copy;<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik<\/div><\/div>\n        <\/div>\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\"><strong>Zu den anderen Teilen der Videoreihe<\/strong><\/h3>\n\n\n\n        <div id=\"block_2e7cbd86333c2fef241734f9a61ea66b\" class=\"lwn_block lwn_block_repeater lwn_thewidth lwn_center lwn_repeater_text\" style=\"\" test>\n            <div class=\"lwn_flexparent\">\n            \n                    <div class=\"lwn_flexchild lwn_flex1 \"><p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/tutorials\/halbleitertechnik-industrielle-lieferketten-mikroelektronik-teil-1\/\">Teil 1: Einf\u00fchrung in die Thematik<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/tutorials\/was-ist-mikroelektronik-chip-teil-2\/\">Teil 2: Was ist die Mikroelektronik?<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=16886&amp;preview=true\">Teil 3: Warum ist das Silizium f\u00fcr die Mikroelektronik so wichtig?<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=16970&amp;preview=true\">Teil 4: Wie wird aus Halbleiterbauelementen ein mikroelektronisches System?<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=17068&amp;preview=true\">Teil 5: Was sind Halbleiterfirmen?<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=17148&amp;preview=true\">Teil 6: Montage der Chips<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=17160&amp;preview=true\">Teil 7: Chipkontaktierung<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=18674&amp;preview=true\">Teil 8: Prozesstechniken: Beispiel Wafer Bumping<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=18703&amp;preview=true\">Teil 9: Mikroelektronik ein weites Thema: Von Sensoren bis Quantencomputer<\/a><\/p>\n\n                    <\/div>\n            <\/div>\n            \n        <\/div>\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\"><strong>Exkurs: Wie wird reines Silizium gewonnen?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n        <div id=\"block_aeeaa69da54f369a41846dca99365ab8\" class=\"lwn_block lwn_block_repeater lwn_thewidth lwn_center lwn_repeater_text\" style=\"\" test>\n            <div class=\"lwn_flexparent\">\n            \n                    <div class=\"lwn_flexchild lwn_flex1 \"><p>Silizium wird gewonnen, indem Siliziumoxid mit Kohlenstoff bei sehr hohen Temperaturen reagiert und in diesem Prozess den Sauerstoff abgibt (Reduktion). Das so entstehende Roh-Silizium muss danach in einem sehr energieintensiven Prozess gereinigt werden (mehrfache Destillation), damit es zur Herstellung von Wafern verwendet werden kann. Damit Silizium f\u00fcr die Waferherstellung genutzt werden kann, muss das Element bestimmte Anforderungen erf\u00fcllen \u2013 z. B. eine defektfreie Oberfl\u00e4che haben. Dazu wird ein sogenannter <strong>Einkristall<\/strong> ben\u00f6tigt, der garantiert, dass alle Atome des Siliziums an der richtigen Stelle sitzen und das Bauteil am Ende fehlerfrei funktionsf\u00e4hig ist. Im letzten Schritt und zur Herstellung des Einkristalls wird ein kleiner Kristall in die Siliziumschmelze eingetaucht und anschlie\u00dfend herausgezogen. Das Ergebnis ist ein <strong>Silizium-Barren<\/strong> (englisch: ingot), aus dem die finalen Wafer gefertigt werden. Diese hochreinen Siliziumscheiben sind die Grundlage f\u00fcr den Halbleiterprozess.<\/p>\n\n                    <\/div>\n            <\/div>\n            \n        <\/div>\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\"><\/h3>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silizium ist das Material der Wahl f\u00fcr die Herstellung von Wafern, wie im zweiten Teil der Videoreihe zur Einf\u00fchrung in die Mikroelektronik angedeutet wurde. Doch warum eignet sich Silizium so gut daf\u00fcr? Darum geht es in Teil 3 unserer Videoreihe.<\/p>\n","protected":false},"author":127,"featured_media":22525,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[120],"tags":[],"class_list":["post-16886","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-einfuehrung-mikroelektronik"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/16886","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=16886"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/16886\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33179,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/16886\/revisions\/33179"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/22525"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=16886"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=16886"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=16886"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}