Leistungshalbleiter sind Bauteile, die hohe elektrische Ströme und Spannungen steuern, wandeln und übertragen. Sie kommen in Serverfarmen, PCs und Notebooks zum Einsatz, sind in den Netzteilen von TV-Geräten, Handys und Spielkonsolen verbaut und steuern die Antriebe von Elektroautos. Auch die Energiegewinnung ist ein Anwendungsbereich, etwa in der Fotovoltaik und der Windkraft. Gefertigt werden die Bauteile auf Basis von Siliziumscheiben, sogenannten Wafern.

Da die Leistungsschalter mit hohe Strömen und Spannungen belastet werden, müssen auch die Wafer spezielle Eigenschaften bei Widerstandswerten und Leitfähigkeit aufweisen, um den Strom verlustarm zu schalten, erklärt Kurt Aigner, Projektleiter beim Halbleiterhersteller Infineon.

Für die Fertigung der Leistungshalbleiter sind Siliziumscheiben mit einem Durchmesser von 200 Millimetern gängig. Am Infineon-Standort in Villach konnten nun im Zuge des Projekts "Power300" Dünnwafer mit einem Durchmesser von 300 Millimetern und in derselben Qualität wie bei den kleineren Scheiben gefertigt werden. Infineon ist mit der neuen Fertigungstechnologie unter den Nominierten für den Staatspreis Innovation 2013, der vom Wirtschaftsministerium vergeben und von der Förderbank Austria Wirtschaftsservice abgewickelt wird.

Laut Unternehmen sei man damit weltweit der erste Produzent von Leistungshalbleitern auf 300-Millimeter-Dünnwafern. Die Bearbeitung der größeren Wafer sei ebenso heikel wie jene einer Glasplatte mit einem Zentimeter Dicke und 100 Metern Länge, erklärt Aigner. Die Scheibendicke beträgt je nach Anwendung oft nur 40 Mikrometer, was etwa den halben Durchmesser eines menschlichen Haars entspricht. Je dünner die Scheibe, desto geringer fallen die Energieverluste aus.

"Das Verfahren umfasst bis zu 400 Prozessschritte. Dabei wird dreidimensional gearbeitet, das heißt sowohl auf beiden Seiten der Scheibe als auch in die Tiefe der Scheibe hinein", sagt Aigner. Dazu mussten geeignetes Grundmaterial, Maschinen, Prozesse und Techniken entwickelt werden. Dank der größeren Scheiben kann die Produktivität um bis zu 30 Prozent gesteigert werden. Pro Wafer können im Vergleich zu den 200-Millimeter-Scheiben rund zweieinhalb Mal so viele Chips gefertigt werden. (Alois Pumhösel, DER STANDARD, 06.03.2013)