Wissenschaft

Vom Sand zum Mikrochip - Forscherinnen-Camp in Regensburg

In der zweiten Ferienwoche kamen 14 Schülerinnen ab 15 Jahren aus verschiedenen Regionen Bayerns nach Regensburg, um sechs Tage als Forscherinnen an der OTH Regensburg und beim Unternehmen Infineon Technology AG Regensburg dem Geheimnis der Halbleitertechnik auf die Spur zu kommen.

Sie erkundeten Ihre Interessen und Fähigkeiten im MINT-Bereich, lernten dabei spannende und zukunftsweisende Berufsbilder kennen und gewannen Ideen für die eigene berufliche Zukunft.

Nach dem Eintreffen und Kennenlernen am Sonntagabend ging es am Montag früh an die Hochschule, wo Andrea Stelzl, Leiterin des Student Lifecycle Centers der Hochschule, in ihrer Begrüßung zunächst die Besonderheiten dieses Hochschultyps betonte, besonders die Anwendungs- und Praxisorientierung in Lehre und Forschung. „Als Ingenieurin arbeiten Sie an Lösungen für die Probleme unserer Zeit.“

Prof. Dr. Martin Kammler der Fakultät Angewandte Natur- und Kulturwissenschaften, der bereits Berufserfahrung in großen Unternehmen der Halbleitertechnik gesammelt hatte, lieferte anschließend einen ersten kurzen Einblick in den Kosmos der Mikro- und Nanostrukturen – also in die Welt der Mikrochips, Halbleitertechnik und Sensoren – bevor es zur einer ersten Schnupperrunde in den Reinraum der Hochschule ging. Nach dem Prozess des erforderlichen Umkleidens zeigte die Chemisch-Technische Assistentin Dagmar Hornik den Mädchen die wichtigsten Stationen in der Chipherstellung im Reinraum.

Noch vor dem Mittagessen in der Mensa gab es eine Vorlesung von Prof. Kammler zur Bedeutung von Mikrochips, den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und der Entwicklungsgeschichte der Chipherstellung. „Mikrosystemtechnik ist u.a. die Basis von Smartphone, Internet, KI und zum Messen von Schadstoffen im Abwasser“, aber auch in der Energietechnik.

Spannend fanden die Teilnehmerinnen den Reinraum selbst und die dahinterstehende Technik und „wie der Reinraum geputzt wird.“ Antwort: „Außer hin und wieder Flächen und Boden feucht wischen, gar nicht. Denn der aufwendig gereinigte und laminare - also wirbelfreie - Luftstrom sorgt dafür, dass (fast) kein Schmutz an die Maschinen und Produkte gelangt.
Zusätzlich müssen auch die Maschinen, die Chemikalien und das Wasser im Reinraum extrem sauber sein, um einen funktionierenden Chip fertigen zu können.
Die Luft im Reinraum ist sogar sauberer als in einem Operationssaal.

Eine weitere Besonderheit im Reinraum ist das spezielle Licht, das das gesamte Labor in gelbliche Farbe hüllt, um die lichtempfindlichen Fotolacke im Prozess der Chipherstellung nicht zu beeinflussen.

Am Nachmittag und am nächsten Vormittag arbeiteten die Schülerinnen selbst im Labor und stellten ihren eigenen Mikrochip her. Begleitet und unterstützt wurden sie nun zusätzlich von Ingenieurin Ingrid Igl, die selbst erst vor wenigen Jahren den Studiengang Mikrosystemtechnik an der Hochschule erfolgreich abgeschlossen hat.

Ausgangsmaterial ist dabei ein sogenannter Waver – eine dünne Scheibe aus reinstem Silicium, das aus Sand gewonnen wird. Aus einer solchen Scheibe wurden an den beiden Hochschultagen in verschiedenen chemischen und physikalischen Prozessschritten mehrere Mikrochips hergestellt, sodass am Ende jede Teilnehmerin einen Chip für sich nach Hause nehmen konnte.

Statt der eigenen Mikrochips untersuchten die Mädchen am späten Dienstagvormittag selbst mitgebrachte Untersuchungsobjekte am Rasterelektronenmikroskop (REM): Blütenpollen, Spinnenbeine, Insekten, und verschiedene Pflanzenteile wurden als Proben auf den speziellen Träger aufgebracht. Da im REM nur leitfähige Proben untersucht werden können, wurden die Proben in einem „Sputter“ mit einem Hauch von Gold überzogen, bevor sie endlich in das REM eingebracht und die kleinsten Strukturen sichtbar wurden. Als Expertin stand den Schülerinnen bei der Arbeit im REM-Labor die Mikrosystemtechnik-Studentin Angelina Pastötter tatkräftig zur Seite.

Der Nachmittag begann mit einem kleinen Studiengangs-Quiz. Im Anschluss erarbeiteten sich die Schülerinnen einige MINT-Studiengänge genauer und erhielten Tipps, welche Informationen wichtig sind, bevor man sich für einen Studiengang entscheidet und wo diese Informationen zu finden sind. Besonders die Modulhandbücher der einzelnen Studiengänge geben wertvollen Aufschluss über die Fächer (=Module) und deren Inhalte im Studium.

Den Abschluss der beiden Hochschultage bildete die Campusrallye mit eingebautem Quiz mit der angehenden Ingenieurin Nathalie. Beim Rundgang über den Campus kam die Gruppe an Produkten und Ausstellungen studentischer Studienarbeiten, Projekte oder Vereine vorbei: den Fahrzeugen von des Formula Student Teams, den Betonkanus, Prototypen von Stents (Medizintechnik), einer Solarbank zum Aufladen des Handys und den überall anzutreffenden Blühwiesen.

Die nächsten beiden Tage verbrachten die Mädchen bei Infineon. Neben einer spannenden Werksführung und dem Bau eines eigenen Roboters entwarfen sie in einem kreativen Prozess „Produkte der Zukunft“, in denen Chips zum Einsatz kommen. Diese wurden dann am Freitag bei der Abschlussveranstaltung den Unternehmens- und Hochschulvertretern und vor allem auch den stolzen Eltern präsentiert.

Das Forscherinnencamp ist eine Aktion der Bildungsinitiative Technik – Zukunft Bayern und für die Teilnehmerinnen kostenlos. Träger der Initiative ist das Bildungswerk der Bayerischen Wirtschaft e.V. Hauptförderer sind die bayerischen Metall- und Elektro-Arbeitgeberverbände bayme vbm sowie das bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie.

Begleitet wurden die Schülerinnen unter anderem auch von einem Filmteam von TVA. Hier geht es zum Video.

Gruppenfoto in einem Reinraum.
Die Schülerinnen vor dem Reinraum. Foto: OTH Regensburg
Personen stehen in einem Flur.
Führung über den Campus. Foto: OTH Regensburg
Mehrere Personen stehen um einen Labortisch.
Die Schülerinnen bereiten Proben für das Rasterelektronenmikroskop vor. Foto: OTH Regensburg
Mehrere Personen schauen auf einen Bildschirm.
Die Ergebnisse des Rasterelektronenmikroskop werden am Computer angeschaut. Foto: OTH Regensburg
Mehrere Personen stehen vor einem Mikroskop.
Impressionen aus dem Reinraum. Foto: OTH Regensburg
Eine Frau hält einen Vortrag.
Impressionen vom Forscherinnen-Camp. Foto: OTH Regensburg/Simone Grebler