Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Die Photonik spielt eine zentrale Rolle für moderne, effiziente Beleuchtung, ultraschnelle Datenkommunikation und -verarbeitung sowie für moderne Sensoren in den Bereichen Umwelt, Verkehr, Industrie und Medizin. Die Expertise liegt im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechniken für photonische und optoelektronische Systeme, insbesondere bei der Integration von Optoelektronik, CMOS und MEMS, der Miniaturisierung sowie und der Zuverlässigkeit für verschiedene Anwendungsfelder.
Die Integration der Elektronik zur Ansteuerung und zur Signalaufbereitung und -verarbeitung führt zu einer engen Verzahnung unterschiedlicher Halbleiter-Technologien und erfordert neue Aufbau- und Verbindungstechniken zur Bedienung der elektrischen und thermischen Anforderungen als auch der Sicherung der optischen Funktionalität. Dies wird besonders deutlich bei optischen Transceivern im Terrabyte-Bereich oder bei Imaging- und Display-Anwendungen mit hohem Miniaturisierungsdruck wie es beispielsweise im Bereich adaptive Beleuchtung mit hoch auflösenden Frontscheinwerfern zum Tragen kommt.
Schwerpunkt 3D-Integration für Photonics
- Silizium- und Glas-Interposer mit Durchkontaktierungen (TSVs / TGVs)
- 3D-Integration von aktiven elektronischen und photonischen Komponenten (TIAs, Drivers, VCSEL, DFB-Laser, Modulatoren, Photodetektoren und LED-Chips)
- Mikrobumping und Dünnfilmverdrahtung für eine HF-gerechte Signalführung
- Flussmittelfeie Montage basierend auf AuSn- und SnAgCu-Löten oder Thermokompressionsbonden mittels Gold-Gold und nanoporösem Gold
- Hohe Platzierungsgenauigkeit durch Selbstjustage des Lots oder durch Präzisionsbonder erlaubt eine effiziente Kopplung von photonischen Komponenten zu optischen Wellenleitern
- Präzisionskippung von Flip-Chip-Aufbauten mit VCSEL-Dioden und Photodetektoren für eine effiziente Einkopplung in Grating-Koppelstrukturen
- Hermetische, vakuumdichte Verkapselung mit Glas- oder Siliziumdeckel
- 3D-Einbettechnik von Halbleitern in Silizium-Interposer mit effizientem Wärmemanagement und HF-gerechter Signalführung für planare photonische Module
