Hochtemperatur Elektronik

Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS

Hochtemperatur Elektronik

Einleitung

Die Mikroelektronik ist eine Schlüsseltechnologie und wird heute in nahezu jeder Applikation eingesetzt. Mit zunehmenden Anforderungen an Integration auch in rauen Umgebungen insbesondere bei hohen Temperaturen erreicht konventionelle Elektronik schnell ihre Grenzen. Je nach Klassifizierung sind integrierte Schaltungen nur für den Einsatz bis 125°C geeignet. Dennoch werden zum Beispiel Sensoren und Aktoren in industriellen Prozessen auch bei deutlich höheren Temperaturen zur Prozessüberwachung und Steuerung benötigt und eingesetzt. Diese sind dann in der Regel rein passiv aufgebaut und die Elektronik wird abgesetzt betrieben, was zusätzlichen Bauraum erfordert und die Performance limitiert.

Mit der am Fraunhofer IMS verfügbaren Dünnfilm Silicon-On-Insulator (SOI) CMOS Technologie ist es möglich, die aufgezeigten Grenzen zu überschreiten. Auf Grund drastisch reduzierter Leckströme erlaubt diese Technologie integrierte analoge, digitale und Mixed-Signal Schaltungen in einem deutlich erweiterten Temperaturbereich bis typisch 250°C und darüber hinaus.
Der Prozess verfügt über eine Hochtemperatur Wolfram-Metallisierung anstelle von Aluminium und ist somit deutlich robuster, was einen zuverlässigen Einsatz unter Hochtemperatur Bedingungen ermöglicht. Neben den CMOS spezifischen Bauelementen verfügt diese Technologie außerdem über nicht flüchtigen Speicher in Form von EEPROM.

Auf Basis dieser Technologie realisieren wir integrierte Schaltungen für den erweiterten Temperaturbereich bis typisch 250°C (HT ASIC) und darüber hinaus.

Erschließen Sie mit uns neue Anwendungsfelder oder optimieren Sie bestehende Systeme zum Beispiel mit Blick auf Performance, Bauform oder Kühlung durch Einsatz von HT ASICs.

Angebot und Leistung

Als kompetenter Partner mit langjähriger Erfahrung in der Hochtemperatur Elektronik bietet das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme folgende Leistungen in diesem Bereich an:

 
Wir unterstützen Ihren Einstieg in Hochtemperatur Elektronik mit Konzept- und Machbarkeitsstudien. Darüber bieten wir die Realisierung von kundenspezifischen HT ASICs bis zur Pilotfertigung sowie eine umfassende Unterstützung bei der Systemrealisierung. Dies schließt auch Fragen der Aufbau- und Verbindungstechnik mit ein.

Infoblätter

HOTMOS

HOTMOS

In the Hotmos project Fraunhofer IMS and Carnot CEA-LETI join forces to extend the operation range of microelectronics in harsh environments.
In the project a high temperature SOI CMOS technology platform for microelectronic circuits working at temperatures of 250°C and above is developed.

Power devices based on new materials like Gallium-Nitride (GaN) offer the potential for very efficient and compact power modules, if the high temperature capability of the GaN power device can be exploited by adding an equally high temperature capable driver circuit.
During the project high temperature gate driver demonstrator chips for GaN (and SiC) power devices are developed by the partner Carnot CEA-LETI.

The high temperature CMOS technology is developed and processed in the cleanroom of IMS. Key features of this technology are:
- Design rules 0.35µm

- Gate density: 8500Gates/mm2

- Tungsten metallization to prevent electromigration

- EEPROMs (read, write and erase possible over the whole temperature range)

The gate drivers for GaN power devices take into account the specific drive requirements for GaN, like reduced maximum gate voltage, small gate capacities,low threshold voltage. The high integration density of the 0.35μmSOI-CMOS process allows intelligent and compact drivers including on-chip control, powerand fault management.

This project is supported by the Programme Inter Carnot Fraunhofer from BMBF (Grant 03IO0804 / 01SF0804) and ANR.

Workshop HT

Save the Date November 29th and 30th 2016:

Workshop on High Temperature Electronics
at Fraunhofer IMS Duisburg

High-temperature electronics is a permanent growth market which requires constantly advanced technologies and systems.

Therefore, Fraunhofer IMS continues the tradition of providing a forum on the current state of high temperature electronics. It will also be an opportunity to network and exchange with experts who work to develop high temperature electronics.

The program will soon be available here.

Please save the date and you are welcome to book in with an email to susanne.kittner(at)ims.fraunhofer.de

We are looking forward to meeting you in Duisburg!

 

 

Kontakt

Michael Bollerott

Herr Michael Bollerott
(Leiter Marketing und Vertrieb)

Tel.: +49 (0) 203 / 37 83 - 227
Fax: +49 (0) 203 / 37 83 - 266
Mail: vertrieb(at)ims.fraunhofer.de

Sigrid van Kempen

Frau Sigrid van Kempen
(Sachbearbeitung Marketing und Vertrieb)

Tel.: +49 (0) 203 / 37 83 - 2943
Fax: +49 (0) 203 / 37 83 - 266
Mail: vertrieb(at)ims.fraunhofer.de

Kernkompetenz „Hochtemperatur Elektronik“

SOI-Wafer mit HT-ASICs

SOI-Wafer mit HT-ASICs