Geschäftsfeld - Halbleiter

In diesem Geschäftsfeld steht die Integration und Herstellung von Sensoren im Vordergrund, wobei die 3D-Integration die Realisierung von komplexen, heterogenen System-in-Package-Lösungen ermöglicht. Die entscheidenden Vorteile, die sich aus einem 3D-Systemaufbau ergeben, sind:

• Hoher Miniaturisierungsgrad und verbesserter Formfaktor
• Leistungssteigerung und erhöhte Energieeffizienz durch höhere Signalgeschwindigkeiten sowie größere Bandbreiten in Folge deutlich geringerer Leitungslängen
• Multifunktionalität durch die heterogene Integration von Komponenten unterschiedlicher Herstellungstechnologien (Sensor, Speicher, ASIC und Transceiver)
• Systempartitionierung
• Schnellere Produktumsetzung (Time-to-Market)
• Kostenreduktion durch Parallelisierung von Aufbautechniken
• Höhere Zuverlässigkeit durch neue Sensorkonzepte
  

Das Fraunhofer IZM bietet seinen Kunden eine geschlossene Umsetzungskette – von der Konzeption, Prozessentwicklung, Charakterisierung bis hin zu Zuverlässigkeitsbewertung sowie Prototyping von neuen Sensoren, hermetischen Sensorpackages sowie 3D-Systemen. Dabei stehen alle notwendigen Prozesse für die Realisierung von Sensoren und Wafer-Level-Packages inklusive der Formierung von Through-Silicon-Vias (TSVs) zur Verfügung. Den unterschiedlichen Anwendungsprofilen entsprechend werden neue Sensoren sowie 3D-Systeme, u.a. Bildsensoren, Sensorknoten, eGrains, für verschiedenste Applikationsfälle aufgebaut und charakterisiert. In enger Kooperation mit Anlagen- und Materialherstellern arbeitet das Fraunhofer IZM an einer ständigen Verbesserung der Technologien.

Leistungsangebot:

• TSV-Formierung in CMOS-Wafern (Via-Middle, Via-Last)
• Rückseitenkontaktierung (BS-Via-Last) für Sensoren 
• Silizium- und Glasinterposer
• 3D-Assembly (Die-to-Wafer, Wafer-to-Wafer)
• 3D-Integration von optischen Verbindungselementen
• Hybride 3D-Pixeldetektormodule
• Hermetisch dichte MEMS-Packages mit TSVs 
• Material- und Equipmentevaluierung und Qualifizierung
• Prototypenfertigung und Pilotlinie
• Drucksensoren
   

Through-Silicon-Via-Technologien bieten attraktive Vorteile für die Integration mehrerer Bauelemente wie beispielsweise Sensoren, ASICs, Speichern und Transceivern in einer gestapelten Architektur mit exzellenter elektrischer Leistung und kleinem Formfaktor.

Mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt das Fraunhofer IZM Basistechnologien für kostengünstige, miniaturisierte, hybride Mikrosysteme auf Waferebene. Hierfür werden Standardtechnologien wie Umverdrahtung, TSV-Formierung und Wafer-zu-Wafer-Bonden kombiniert, um vielseitige Ansätze für das hermetische Wafer-Level-Packaging von MEMS-Komponenten zu erhalten. Einige dieser Forschungsarbeiten fanden innerhalb des EU-Projektes »Go4Time« statt, das innerhalb des 7. FRP gefördert wurde. Ziel des Projektes war es, neue Fertigungskonzepte für hochstabile, generische, kostengünstige Zeitgeberkomponenten zu entwickeln, die autark sind und sich für portable Telekommunikationssysteme wie Mobiltelefone eignen. Ein wichtiger Meilenstein im Projekt war die Fertigung eines MEMS-Packages auf Waferebene, welches aus aktiven CMOS-Wafern mit vertikalen kupfergefüllten TSVs und gebondeten Kappenwafern für das hermetische Versiegeln der Resonatorkomponenten besteht.