Chip-Fertigung daheim: Bastler baut RAM erstmals von Grund auf selbst

Einem ambitionierten Bastler ist es gelungen, funktionierende RAM-Zellen in seinem Gartenschuppen von Grund auf herzustellen. Auch wenn das Ergebnis nicht mit kommerziell hergestelltem Speicher vergleichbar ist, handelt es sich um eine beachtliche Leistung.

Eigenbau-RAM aus dem Gartenschuppen

Nachdem er bereits den nötigen Reinraum in seinem Gartenhäuschen eingerichtet hatte, ist es einem verrückten Bastler darin jetzt tatsächlich gelungen, RAM von Grund auf selbst zu produzieren. Angesichts von Knappheit und daraus resultierenden steigenden Preisen für Arbeitsspeicher nahm der Ingenieur die Sache kurzerhand selbst in die Hand und fertigte seine ersten eigenen, funktionierenden Speicherzellen an.

Dynamic Random Access Memory speichert Informationen typischerweise in winzigen Kondensatoren. Während etablierte Hersteller in der Industrie dafür teure Belichtungsmaschinen mit extrem ultraviolettem Licht nutzen, verlässt sich der Tüftler, der auf YouTube unter dem Namen Dr. Semiconductor bekannt ist, auf wesentlich einfachere Methoden. Der Herstellungsprozess erfordert dennoch enorme Präzision.

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Komplexer Prozess

Zunächst schnitt der Bastler kleine Siliziumchips aus einem großen Wafer. Anschließend wurde in einem Hochtemperaturofen bei 184 Grad Celsius eine 330 Nanometer dicke Oxidschicht auf das Silizium gebacken. Darauf folgten eine Klebeschicht und ein spezieller Fotolack. Durch UV-Belichtung projizierte er eine Maske auf die Oberfläche, um die exakte Struktur der Transistoren sowie der Speicherkondensatoren auf dem Chip zu formen.

Wie Dr. Semiconductor in seinem YouTube-Video zeigt, wurden die Chips danach mit Phosphor dotiert. Das erhöht die Leitfähigkeit des Materials. Im weiteren Schritt trug der Ingenieur mithilfe einer winzigen Schablone Aluminium auf. Da die fertigen Speicherzellen für herkömmliche Kabel zu klein sind, kamen für die anschließende Überprüfung Mikromanipulatoren mit sehr feinen Prüfspitzen zum Einsatz.

Die Messungen offenbarten sowohl Erfolge als auch technische Hürden. Die selbstgebauten Kondensatoren erreichen eine Kapazität von 12,3 Pikofarad, was dem theoretischen Idealwert sehr nahekommt. Allerdings können die Zellen Marke Eigenbau ihre Ladung nur für etwa vier Millisekunden halten. Kommerzielle Speicherbausteine von Herstellern wie Samsung oder Micron schaffen hier über 64 Millisekunden. Zudem müssen die Betriebsspannungen für eine sichere Verwendung sehr niedrig gehalten werden.

Ausblick auf größere Projekte

Das aktuelle Experiment ist laut dem Ingenieur aber erst der Anfang. Die bisher produzierte Matrix aus 20 Zellen reicht ohnehin noch nicht aus, um in einem herkömmlichen Computer verwendet zu werden. Der Plan von Dr. Semiconductor sieht vor, in Zukunft deutlich mehr von den Speichereinheiten herzustellen und sie zu einem großen Array zu verbinden. Das fertige Modul soll dann direkt an einen Rechner angeschlossen werden.

"Wir können damit noch nicht ganz Doom spielen", scherzt der Tüftler im Video über seinen ersten selbstgebauten RAM. Da das Spiel aus dem Jahr 1993 mindestens acht Megabyte Arbeitsspeicher voraussetzt, läge noch ein weiter Weg vor dem Ingenieur, bis dieses Ziel erreicht ist. Für diese Kapazität müssten Millionen von funktionsfähigen Transistoren fehlerfrei auf den kleinen Siliziumscheiben platziert und miteinander verdrahtet werden. Dr. Semiconductor will mit seinem Projekt jedoch die Grenzen des Möglichen ausloten. Mit der erstmaligen Herstellung von funktionsfähigen RAM-Zellen ist ein erster beachtlicher Schritt gelungen.

Eigenen RAM im Gartenschuppen herzustellen, ist ein extremes Hobby. Was war das komplexeste IT-Projekt, an das ihr euch bisher getraut habt? Teilt eure Erfahrungen mit uns!


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