Eigene ICs zuhause herstellen

Klar, kein Problem!

http://kamelopedia.net/images/1/17/Leiter.png

Ja, Jery Ellsworth hat es schonmal gemacht, und zumindest Transistoren 
hergestellt. Macht auch Sinn mit Transistoren anzufangen nach dem Motto: 
erst gehen lernen bevor man es mit laufen versucht.

https://www.youtube.com/playlist?list=PL5DCEA197C1C07A2D

ZigZeg

Edit: Nicht nur Transistoren sondern sogar einen Inverter !

Der ultimative Freitags-Thread
:-)

Der Halbleitereffekt, sprich Transistor, wurde an Kohle entdeckt. Also 
waere etwas einfaches mit Kohle moeglich.
Um Silizium zu bearbeiten braucht man abartige Chemikalien. Ein 
einfacherer Prozess waere zB GaAs. Benoetigt nur Flusssaeure ... und 
ergibt dann irgenwann Arsenid Verbindungen... das alles moechte ich 
nicht zuhause haben.

jack123 schrieb:

> Meint ihr es ist möglich, ein simples IC selber Zuhause herzustellen?

Schon allein das "rumpanschen" mit Flusssäure würde mich da stören.
Flusssäure ist sozusagen das Schlimmste, mit dem man manchmal auch
als Nichtchemiker umgehen muss. Andererseits glaube ich auch nicht,
das man als Privatmann überhaupt Flusssäure kaufen kann/darf.
Gruss
Harald

Kupferoxid ist auch Halbleiter, da kann man erstmal Dioden herstellen, 
so wie gaaanz früher. Ob man einen Transistor gebacken kriegt? Ich 
glaube Vakuumröhren bauen sit einfacher ;-)

Fred Frotzelt schrieb:
> Ein Inverter der größer ist als zwei SMD-Transistoren ist keine
> Integrierte Schaltung.

Auch dann nicht, wenn der Inverter integriert ist?

@ Yalu X. (yalu) (Moderator)

>> Ein Inverter der größer ist als zwei SMD-Transistoren ist keine
>> Integrierte Schaltung.

>Auch dann nicht, wenn der Inverter integriert ist?

Integriert ungleich miniaturisiert!

@Stefan (Gast)

>> glaube Vakuumröhren bauen sit einfacher

>Das hätte doch aber auch mal was!
>Das sind doch quasi die Buddelschiffe der Elektroniker ;)

Such mal auf Youtube, da gibt es schöne Videos dazu!

Yalu X. schrieb:
> Fred Frotzelt schrieb:
>> Ein Inverter der größer ist als zwei SMD-Transistoren ist keine
>> Integrierte Schaltung.
>
> Auch dann nicht, wenn der Inverter integriert ist?

Die erste integrierte Schaltung war eine Röhre (Loewe-Dreifachröhe).

> "It took her two years to get the process figured out and achieve something
> we didn’t think was possible."

Und das für einen einfachen, riesigen Inverter. Ich glaube, an dieser 
Stelle kann man mal getrost sagen: Nein, zuhause kann man sowas nicht 
machen.

Was gewisse Hobbyisten hinkriegen, ist echt spektakulär. Aber mit den 
maximal 40 Stunden pro Woche und paar zehntausend Euro pro Jahr, die man 
in ein Hobby stecken kann, ist eben irgendwo eine Grenze gegen oben 
gesetzt.

P. M. schrieb:

> Was gewisse Hobbyisten hinkriegen, ist echt spektakulär. Aber mit den
> maximal 40 Stunden pro Woche und paar zehntausend Euro pro Jahr, die man
> in ein Hobby stecken kann, ist eben irgendwo eine Grenze gegen oben
> gesetzt.

Und vor allen Dingen. Diese 'gewisse Hobbyisten' fragen nicht zuvor in 
einem Forum.

jack123 schrieb:
> Vielleicht kann man irgendwann IC's ja einfach Zuhause drucken ^^

Nein, das wird nie soweit kommen. Weil man technologisch und 
kostenmässig gegenüber einer Multi-Milliarden-Dollar-Fabrik einfach 
hinten und vorne niemals mitkommen wird. Deshalb gibt es auch null 
Anreiz, so etwas zu entwickeln. Das ist auch der Grund, warum der 3D 
Druck für immer eine Nischenanwendung bleiben wird. Egal in welchem 
Zeitalter du bist, eine "richtige Fabrik" für hunderte Millionen wird 
immer um Welten besser sein, als ein Gerät für ein paar (zehn)tausend.

jack123 schrieb:
> Und ich habe mich gefragt ob man so was auch Zuhause herstellen kann,
> weil es im Prinzip einfach klingt.

Das Prinzip ist in der Tat einfach. Der Teufel steckt aber hier - mehr 
denn je - im Detail.

jack123 schrieb:
> Meint ihr es ist möglich, ein simples IC selber Zuhause herzustellen?

ich hab mir letzte Woche
einen kleinen Transistor
gebastelt. Ist noch ein
bisschen grob aber er
funktioniert.

Also, an der Uni haben/hatten wir Freaks, die aus Jux mal einen NE555 
"nachgebaut" haben. Erst mit diskreten Bauteilen (schon oft gesehen) und 
dann in ~0.1mm Strukturbreite aus Silizium. Ging. Bisschen große 
Stromaufnahme und nach einer Weile kaputt, aber das Ding tat.

Dotiert haben die dabei - soweit ich das mitgekriegt habe - per 
Sputtering. Das geeeeht auch daheim. Ein bisschen aufwändig, aber es 
geht. Also: Ran, wenn jemand übertrieben viel Freizeit hat.

@MaWin (Gast)

>Bücher über VLSI Design gibt es auch reichlicn.

>Aber deutsche Hobbyisten sind faul, gucken lieber YouTube und machen
>nichts selber.

Jaja, mal wieder typisch MaWin. Ist doch alles einfach, die dummen und 
faulen Leute machen nur nicht. Sowas nennt man schlicht und ergreifend 
Klugscheißer!

Wo bleiben DEINE aktiven Beträge, die über schlaue Sprüche hinaus gehen?

Michael_ schrieb:
> Dann fang mal an, nehm ein Töpfchen, geh runter zum Kinderspielplatz und
> mause denen etwas Sand. Und daraus machst du einen Si-Einkristall.

Das war nicht sein Anliegen:

jack123 schrieb:
> Silizium Wafer kann man z.B. über ebay kaufen.

Es gab eine Zeit VOR Silizium, das ging auch, wenn auch schlechter. Dort 
muss man als Hobbybastler anfangen. Baut erstmal ne Diode, dann reden 
wir weiter.

jack123 schrieb:
> Und was die Zukunft angeht bin ich optimistisch. Zukünftige integrierte
> Schaltkreise sind vielleicht nicht zwangsläufig auf Materialien und
> Herstellungsverfahren von heute angewiesen und dadurch plötzlich doch
> Zuhause ausdruckbar.

Nein, eben genau nicht. Hohe Technologie hat immer hohe Anforderungen 
und die kann ein Gerät für den Hausgebrauch eben nie so erfüllen, wie 
eine Fabrik für hunderte Millionen Euro. Und das ist unabhängig vom 
technologischen Stand.

3D-Drucker mögen ihre Berechtigung in gewissen Nischen haben, es wird 
aber garantiert nie so weit kommen, dass man sich eine grössere Klasse 
von Gegenständen zuhause ausdruckt.

MaWin schrieb:
> Nicht mal so simples wie passive LCD Anzeigen bauen die Leute selber,

Einspruch haben Erstsemester Studenten vor einiger Zeit im Projektlabor 
nachgebaut und vorgeführt, sowie einen lasergeführten Plattenspieler mit 
Abtastung, der Laser ist der Rille gefolgt -> Steppermotor Nachführung 
und die Musik wurde berührungslos abgespielt, sag mir wo es das käuflich 
gibt !

Also unsere Studenten überraschen mich ab und an mal immer wieder neu 
auch positiv !

http://www.gutzitiert.de/zitat_autor_sokrates_thema_jugend_zitat_11962.html

kann ich heute nicht pauschal bestätigen, obwohl der Spruch schon fast 
1600 Jahre alt ist und heute zitiert wird  wie in meiner Jugend zitiert 
wurde.

jack123 schrieb:
> Man kann ja durchaus fragen, wenn die 1971 den ersten Mikroprozessor
> bauen konnten, ob 2014 so was nicht im Hobby Bereich hergestellt werden
> kann.

Die ersten integrierten Schaltungen entstanden nur wenige Jahre vor der 
ersten Mondlandung. Trotzdem sind Mondlandungen auch heute noch nicht 
zum Hobby geworden. ;-)

Das fängt damit an, dass man reine Siliziumkristalle benötigt, oder 
besser gleich Wafer. Die Dinger herzustellen ist nicht trivial, also 
wäre es bereits hier nötig, sie dort einzukaufen, wo es IC-Hersteller 
und Universtitätslabore auch tun.

Das geht weiter mit dem Reinraum. Dreck macht sich sehr schlecht dabei. 
Auch wenn deine Holde einen Putzfimmel haben mag, dein Reinraum wird sie 
überfordern.

Dann kannst du daran gehen, die nötige Chemie dafür einzusammeln. In der 
heutigen Zeit wirst du bei diesem Versuch möglicherweise als angehender 
Drogenfabrikant oder Bombenbauer unliebsamen Besuch bekommen.

Es wäre da noch die Frage der für die Herstellungsmasken notwendigen 
Optiken. Das ist auch dann etwas anspruchsvoller, wenn du dich auf die 
Technik der 70er mit ihren Mikrometerstrukturen beschränkst.

Und wenn es dir nicht gelingen sollte, günstig an eine Maschine zur 
Ionenimplantation ran zu kommen, dann gewöhn dich schon mal an die 
Vorstellung, ein IC mit 3 Versorgungsspannungen statt einer zu bauen.

Reicht das?

Joachim B. schrieb:
> obwohl der Spruch schon fast
> 1600 Jahre alt ist

Wie war das mit dem 'vor Christus'?

Zum Thema:
Wie schon bemerkt wurde, kann man Wafer kaufen - die gibt es sowohl rein 
als auch dotiert. Die kann man als Sputter-Targets nutzen.
Eine kleine Vakuum-Anlage sollte auch machbar sein (muss ja kein 
Hochvakuum sein), Argon besorgen, Mikrowelle auseinandernehmen, über dem 
Wafer ein Plasma zünden und den Wafer negativ Aufladen - fertig ist die 
Sputter-Anlage.
Photolacke für die Lithographie kann man kaufen, Spin-Coater ist auch 
kein Problem. Belichten könnte man 'rückwärts' mit einem Mikroskop 
probieren.

Einen Transistor im xx µm Maßstab halte ich durchaus für machbar - wenn 
auch mit erheblichem Aufwand verbunden.

Leute, denkt doch nicht so versteift :-)
Gibt es keine Alternativen zum Silizium Halbleiter? Vielleicht 
Halbleiter die durch die Kombination bestimmter Stoffe entstehen, die 
vielleicht glücklicherweise auch viel einfacher zu bearbeiten und 
aufzutragen sind?

Was ist mit leitfähigen Polymere? Ist in dem Bereich auch alles 
chemisches Hexenwerk oder gibt es paar einfache Stoffe?

Oder kann man Kupfer, dass man einfach Zuhause belichten und ätzen kann, 
nicht irgendwie zu einem Halbleiter machen?

Braucht man unbedingt eine komplizierte fein gesteuerte 
Ionenimplantation oder kann ich das ganze auch in einem Topf kochen und 
per Diffusion auftragen und dabei mit einem Fotolack bestimmen welche 
Stellen dotiert werden?



Michael_ schrieb:
> Dann fang mal an, nehm ein Töpfchen, geh runter zum Kinderspielplatz und
> mause denen etwas Sand. Und daraus machst du einen Si-Einkristall.

Schön das du den Eingangsbeitrag gelesen hast... :-)
Wenn ich eine Metallkiste bauen will, muss ich ja auch nicht erst 
Eisenerz fördern und Eisen gießen.


P. M. schrieb:
> Nein, eben genau nicht. Hohe Technologie hat immer hohe Anforderungen
> und die kann ein Gerät für den Hausgebrauch eben nie so erfüllen, wie
> eine Fabrik für hunderte Millionen Euro. Und das ist unabhängig vom
> technologischen Stand.

Ist das eine Angewohnheit von dir? Du stellst immer noch Anforderungen 
die nicht zwingend sind und ziehst daraus deine Schlüsse, komisch.
Dabei habe ich bereits im ersten Beitrag geschrieben: "Es geht nicht 
darum sich die Millionen Euro teuren Maschinen der
industriellen Herstellung Zuhause vorzustellen, die leistungsfähige
Chips herstellen, sondern etwas einfaches, selbst gemachtes, das
funktioniert."


A. K. schrieb:
> Die ersten integrierten Schaltungen entstanden nur wenige Jahre vor der
> ersten Mondlandung. Trotzdem sind Mondlandungen auch heute noch nicht
> zum Hobby geworden. ;-)

Ich wusste das dieses Beispiel kommt :-)
Du hast natürlich nicht unrecht. Allerdings habe ich auch nicht sagen 
wollen, dass irgendwann alles Zuhause herstellbar ist.
Aber es gibt die Tendenz der Vereinfachung bzw. einfacheren 
Zugänglichkeit zur Hochtechnologie.
Was die Raumfahrt angeht verhält es sich nicht anders.
Einst musste die größte Volkswirtschaft der Welt ein enormen Teil ihrer 
Steuereinnahmen für die Raumfahrt ausgeben, um Erfolge zu erzielen, 
heute gibt es neben vielen kleinen Privatunternehmen in der Raumfahrt 
Branche auch große wie SpaceX.
Es gab also durchaus eine Entwicklung von oben nach unten. Nur bei 
solchen Maßstäben wie der Raumfahrt ist unten eben immer noch sehr weit 
oben: im Bereich der Gesellschaft, wo sich die Milliardäre bzw. 
Milliarden schweren Unternehmen bewegen.


A. K. schrieb:
> Reicht das?

Zum entmutigen? Nein, aber die geschilderten Schwierigkeiten sind 
natürlich nicht weg zu träumen.

Christoph G. schrieb:
> Wie war das mit dem 'vor Christus'?

sorry Vorzeichen ignoriert

Max M. schrieb:
> Gibt es keine Alternativen zum Silizium Halbleiter?

Doch, die gibt es. Aber Silizium wird verwendet, weil es damit 
wesentlich leichter ist, leistungsfähige Schaltkreise herzustellen. 
Andere Halbleiter mit teilweise deutlichen technischen Vorteilen 
gegenüber Silizium sind fabrikationstechnisch erheblich aufwändiger.

> Halbleiter die durch die Kombination bestimmter Stoffe entstehen, die
> vielleicht glücklicherweise auch viel einfacher zu bearbeiten und
> aufzutragen sind?

Es gibt Entwicklungen in dieser Richtung. Bis hin zu den gelegentlichen 
Berichten zu Schaltkreisen, die sich mit Druckern herstellen lassen. 
Aber üblicherweise folgen Hobbyisten der aktuellen Technik Jahrzehnte 
hinterher, sind nicht vorneweg.

Warum denn Silizium?

Hast du nicht alle nötigen Zutaten in der Küche?


> Beta-Karotin, Indigo, Koffein und Glucose - aus diesen Ingridenzien kann
> man Transistoren herstellen

http://www.heute.at/freizeit/multimedia/Transistor-auf-Rucola-Essbare-Elektronik-aus-Linz;art760,411985


:-)


mfg Andreas

Max M. schrieb:
> Leute, denkt doch nicht so versteift :-)
> Gibt es keine Alternativen zum Silizium Halbleiter?
>
> Was ist mit leitfähigen Polymere? Ist in dem Bereich auch alles
> chemisches Hexenwerk oder gibt es paar einfache Stoffe?

Als Wafer Knäckebrot, dann dotieren mit Butter und als Metallisierungs- 
lage Alufolie (Strukturen kann man mit einer Schere ausschneiden)

So etwa?

Normal hätte ich ja vorgeschlagen, erstmal mit was einfachem anzufangen: 
einem Mittelwellendetektor aus selbstgewickelter Spule, selbstgebautem 
Drehko (Alu- und Frischhaltefolie) und Diode aus Pyritkristall (aka 
Katzengold) und Stecknadel. Allerdings sendet so gut wie nichts mehr auf 
Mittelwelle. Da hatte ich es als Kind besser.


XL

Hier das ist interessant:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gedruckte_Elektronik


A. K. schrieb:
> Es gibt Entwicklungen in dieser Richtung. Bis hin zu den gelegentlichen
> Berichten zu Schaltkreisen, die sich mit Druckern herstellen lassen.
> Aber üblicherweise folgen Hobbyisten der aktuellen Technik Jahrzehnte
> hinterher, sind nicht vorneweg.

Lässt sich denke ich so nicht pauschal sagen. Der 3D Kunststoff Druck 
entspricht beispielsweise nicht den Verfahren der Industrie, dort wird 
z.B. Spritzguss verwendet.
Es kommt also vor, dass ein neues Verfahren für den Privatanwender 
einfacher und günstiger zugänglich ist.

Fpga Kuechle schrieb:

> Wer schon bei 0201 SMD probleme hat, braucht an IC im µm bereich erst
> garnicht zu denken.

ICs im µm-Bereich gibt es schon lange nicht mehr. Die Strukturen sind
schon längst im nm-Bereich  angekommen und damit mit einem normalen
Lichtmikroskop nicht mehr zu erkennen.
Gruss
Harald

Harald Wilhelms schrieb:
> ICs im µm-Bereich gibt es schon lange nicht mehr.

Bist du dir ganz sicher, dass entsprechend alte Chips nicht weiterhin in 
alter Technik hergestellt werden? Und mit "selber herstellen" will er 
auch garantiert nicht Intel Konkurrenz machen.

@ Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite

>austauschen, bei einem OPV-IC hast du  die Arschkarte gezogen - da misst
>man nicht mal schnell mit Scope tastkopfspitzen oder lötet drahtbrücken
>- da brauchst du dann einen bonder, Mikroskop etc..
>Wer schon bei 0201 SMD probleme hat, braucht an IC im µm bereich erst
>garnicht zu denken.

Sicher, aber wenn man es mal DEUTLICH einfacher angeht, könnte man 
vielleicht wie schon erwähnt einen schlechten "IC" mit 1mm (MILLIMETER) 
Strukturen und klassischen PCB Ätztechniken herstellen. Es geht nur um 
das PRINZIP und den Spaß an der Freude, nicht um eine Revolution der 
Halbleitertechnologie!

Ich für meinen Fall bau lieber ne Nixiuhr ;-)

Bin grad einem netten Buch eines sehr bekannten Herrn begegnet, der 
darin etwas über Design und Geschichte von ICs plaudert (Camenzind): 
http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf
Vielleicht hilfts ja beim Nachbau des NE555.

Fpga Kuechle schrieb:
> bestimmte bedingung wie Betriebsspannung etc. verlangen das diese
> Grenzschicht nicht größer als ein paar µm ist.

Die CD4000 Logikfamilie fing 1968 mit 20µm an.

Fpga Kuechle schrieb:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Technologieknoten#Geschichte

Geschicktes Marketing schlägt mal wieder harte Fakten. Da ist wieder mal 
jemand auf Intels "Coppermine" reingefallen. Der verwendete weiterhin 
Alu, auch wenn der Name anderes suggeriert. Aber der steht als Beispiel 
für Kupfer drin. AMDs K7 hingegen, die sehr reale Konkurrenz, hatte 
wirklich Kupfer drin.

Joachim B. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Nicht mal so simples wie passive LCD Anzeigen bauen die Leute selber,
>
> Einspruch haben Erstsemester Studenten vor einiger Zeit im Projektlabor
> nachgebaut und vorgeführt

Das haben wir 1991 auch schon im Labor gemacht. Ich dachte nicht, dass 
das so eine bemerkenswerte Leistung war.

> Also unsere Studenten überraschen mich ab und an mal immer wieder neu
> auch positiv !

Ja. Vor allem wird über jeden Pups den man gelassen hat, gegackert wie 
ein Huhn das ein Ei gelegt hat, so wie schon viele viele Genarationen 
Hühner zuvor.

Displays?

Kann man auch drucken! :D

http://www.youtube.com/watch?v=LiD7dnqY034

https://embodied.mpi-inf.mpg.de/files/2014/10/PrintScreen.pdf

P. M. schrieb:
> Nein, das wird nie soweit kommen. Weil man technologisch und
> kostenmässig gegenüber einer Multi-Milliarden-Dollar-Fabrik einfach
> hinten und vorne niemals mitkommen wird. Deshalb gibt es auch null
> Anreiz, so etwas zu entwickeln. Das ist auch der Grund, warum der 3D
> Druck für immer eine Nischenanwendung bleiben wird. Egal in welchem
> Zeitalter du bist, eine "richtige Fabrik" für hunderte Millionen wird
> immer um Welten besser sein, als ein Gerät für ein paar (zehn)tausend.

Gottlieb Daimler um 1895: "Es werden höchstens 5000 Fahrzeuge gebaut 
werden. Denn es gibt nicht mehr Chauffeure, um sie zu steuern."

Immer schön unseren jetzigen Entwicklungsstand linear in die Zukunft 
extrapolieren, damit hat man schon immer richtig gelegen. (Ironie off)

Sry ist nicht böse gemeint hat mich nur irgendwie an diese Sprüche ala 
"es wird nie ... geben".

Und schon wieder einen 6 Jahre alten Thread exhumiert...

Wurde schon mal Verlinkt :-)

Zeigt klar es Geht fast alles.
Immer eine Frage der Finanzen, Sicherheit und Darf man dass überhabt?
und ganz zuletzt natürlich, Kann das Hirn es umsetzen?