Junge Forscherinnen entdecken die Mikrotechnik
Text: Stefanie Schnelli
Ohne Elektronikbauteilchen wie Mikrochips läuft heute nichts mehr. Sie treiben die Digitalisierung an und sind in Smartphones, Autos und Robotern verbaut. Obwohl wir alle sie nutzen, wissen nur die Wenigsten, was hinter der Technologie steckt. Drei Kantischülerinnen sind den Fertigungsprozessen für den Aufbau von Mikrochips am Campus Buchs der OST – Ostschweizer Fachhochschule auf den Grund gegangen.
Im Rahmen des Mentoring-Programms «Swiss TecLadies» waren sie im Reinraum und haben unter Anleitung von Experten, einer jungen Physiklaborantin und einem Lernenden selbst die Oberfläche eines Siliziumwafers strukturiert. Ein Wafer ist eine dünne Scheibe aus Halbleitermaterial, die als Basis für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen und Mikrochips dient.
Im Reinraum forscht und entwickelt die OST an der stetigen Miniaturisierung, die Regler, Sensoren und Schaltkreise immer kleiner, effizienter und leistungsstärker macht. So klein, dass selbst Staubpartikel die Funktionsweise dieser Mikrostrukturen beeinträchtigen können. Die Räume, in denen solche Teile hergestellt und verarbeitet werden, sind deshalb besonders sauber; die Luft wird gefiltert, die Temperatur, Feuchtigkeit und der Luftdruck streng kontrolliert.
Der erste Schritt in die Welt der Mikrotechnik führte die Schülerinnen in den Umkleidebereich, in dem synthetische Einteiler, Masken, Hauben und Brillen verteilt werden. Erst mit dieser Schutzkleidung konnten sie in den Reinraum, um an der Arbeit an ihrer flachen Siliziumscheibe, die in wenigen Stunden zu einem persönlich beschrifteten Wafer wurde, zu starten.
Vielfalt der Technik aufzeigen
Den Workshop an der OST hat Kerstin Kern, Projektleitern und Fachverantwortliche Werkstoffprüfung am IMP Institut für Mikrotechnik und Photonik, organisiert. Sie ist zum dritten Mal Mentorin bei den Swiss TecLadies und begleitet eine Mentee in die Welt der Technik. «Das Ziel ist es, junge Frauen für technische Berufe zu begeistern und ihnen die Vielfalt der Technik aufzuzeigen», sagt Kern.
Viel zu häufig hätten Mädchen auch heute noch ein sehr einseitiges Bild von Technik im Kopf. «Meiner Erfahrung nach können Berührungsängste bei Workshops wie im Reinraum am besten abgebaut werden. Zudem ist für die Schülerinnen der persönliche Kontakt zu Forscherinnen inspirierend. Als Mentorinnen betreuen wir die jungen Frauen 1:1 und sind für sieben Monate ihre direkte Ansprechperson», sagt Kern. Wie das Mentoring konkret aussieht, hängt von den Interessen der Mentees ab.
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Hauchdünne Schichten strukturieren
Kerstin Kern hat die Mädchen in den Reinraum begleitet. Gemeinsam mit Marco Cucinelli, dem Leiter des Reinraums, und Urs Lippuner, Berufsbildner an der OST, hat die Gruppe die verschiedenen Prozessschritte, die für die Strukturierung der Wafer-Oberfläche nötig sind, durchlaufen. Es wurden dünnste Schichten mit Dimensionen im Nanometerbereich aufgetragen.
An den richtigen Stellen wurden diese durch Fotolithographie und Ätzprozesse strukturiert. Die jungen Frauen haben den Aufdampf- und Sputterprozess kennengelernt, der die hauchdünne Aluminiumschicht auf die Siliziumscheibe aufträgt, haben ihre Wafer belichtet, in Säuren gebadet, gereinigt und mehrmals getrocknet.
Einen Nachmittag lang haben sie erlebt, wie Ingenieurinnen und Ingenieure an der OST kleinste Teile für die Industrie herstellen und konnten selbst an den Hightech-Geräten arbeiten.
Swiss TecLadies ist ein nationales Nachwuchs-Förderprogramm der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften SATW. Die SATW verfügt über das bedeutendste Expertennetzwerk im Bereich Technikwissenschaften in der Schweiz und steht in Kontakt mit den höchsten Schweizer Gremien für Wissenschaft, Politik und Industrie. Das Netzwerk besteht aus gewählten Einzelmitgliedern, Mitgliedsgesellschaften und Experten.
Die SATW identifiziert im Auftrag des Bundes industriell relevante technologische Entwicklungen und informiert Politik und Gesellschaft über deren Bedeutung und Konsequenzen. Als Fachorganisation mit hoher Glaubwürdigkeit vermittelt sie unabhängige, objektive und gesamtheitliche Informationen über die Technik – als Grundlage für eine fundierte Meinungsbildung. Die SATW fördert auch das Technikinteresse und -verständnis in der Bevölkerung, insbesondere bei Jugendlichen. Sie ist politisch unabhängig und nicht kommerziell.
