Silizium

Silizium ist eines der wichtigsten Elemente, aber nicht wegen oder seit dem Siegeszug der Mikroelektronik.

Silizium hat an der Gesamtmasse der Erde einen Anteil von 15%, kommt aber in der Natur nur als Verbindung, insbesondere als mineralische Verbindung und in erster Linie als Siliziumdioxid SiO₂ vor. Dieses Mineral ist der Hauptbestandteil von Granit, Sand und Sandstein. Das reine SiO₂-Mineral bezeichnet man als Quarz. Es kann auch in reiner Form als Quarzglas verarbeitet werden. Allgemein ist es Hauptbestandteil aller Gläser.

Silizium hat die Ordnungszahl 14 und gehört im Periodensystem in die Kohlenstoffgruppe. Es hat mit seinen 4 Valenzelektronen ähnlich vielfältige Möglichkeiten, Verbindungen und Kristallgitter zu bilden wie Kohlenstoff.

In elementarer Form ist Silizium ein Halbmetall oder Halbleiter und zwar der wichtigste für kommerzielle Anwendungen. Dabei ist die Möglichkeit, sehr große störungsfreie Einkristalle zu bilden, von besonderer Bedeutung.

Viele Methoden der Siliziumbearbeitung werden durch die Plasmatechnik realisiert, wobei insbesondere die Strukturierung durch Ätzen von Bedeutung ist. Als Ätzgase kommen vielfach Fluorverbindungen wie Schwefelhexafluorid SF₆ oder Tetrafluormethan CF₄ zum Einsatz. Außerdem werden mit fotolitografischen Verfahren Leiterbahnen oder Schutzbeschichtungen durch Plasmapolymerisation aufgebracht.