Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Die dreidimensionale Systemintegration ist ein Kernthema der heutigen elektronischen Aufbau- und Verbindungstechnik. Basierend auf der vertikalen Anordnung der Systemkomponenten bietet das Konzept spezifische Vorteile bezüglich der heterogenen Integration unterschiedlicher Bauteile wie Sensoren, Prozessoren, Speichern oder Antennenkomponenten. Durch die Erschließung der dritten Raumdimension ergeben sich neben kompakteren Bauformen durch Volumenreduzierung auch kürzere elektrische Verbindungswege, die erheblich zur Steigerung der Systemleistung, wie zum Beispiel der Erhöhung von Übertragungsbandbreiten beitragen können.
Im Fokus aktueller Projekte stehen derzeit Systeme, bei denen sowohl Logik- und Speicherchips oder Logik- und Sensorchips als auch Transceiver- und Antennenstrukturen über vertikale Durchkontaktierungen miteinander verbunden werden sollen.
Für einige Anwendungen werden Siliziumzwischenträger mit Durchkontaktierungen aus passiven Siliziumwafern hergestellt. Basierend auf feinen Mehrlagenverdrahtungen sowie angepassten Kontaktstrukturen auf der Ober- und Unterseite der Siliziumzwischenträger dienen diese Komponenten zur elektrischen Verbindung zwischen integrierten Schaltkreisen und zur Entflechtung Ihrer zum Teil hochdichten Signalein- und Ausgänge sowie deren Zuführung zur nächsten übergeordneten Systemebene, wie zum Beispiel organischen Trägern.
Die vom Fraunhofer IZM etablierten Verfahren zur Herstellung von vertikal durchkontaktierten Siliziumzwischenträgern oder Halbleiterchips umfassen neben der Erzeugung der hochdichten mit Kupfer gefüllten Durchkontaktierungen auch Techniken zur Herstellung, Handhabung und Bearbeitung dünner Siliziumwafer, zur Kupfer/Polymer-Mehrlagenverdrahtung sowie zur Komponentenmontage auf Waferebene.
