CMOS und MEMS Technologien

Das Fraunhofer IMS bietet durch die besondere Kombination aus einem hauseigenen, nach Automobil-Industrie-Standard zertifizierten, CMOS-Reinraum und einer Mikrosystemtechnik Lab&Fab verschiedenste Fertigungsprozesse zur Realisierung neuer Technologien. Durch unsere umfangreiche mikroelektronische Expertise aus dem Halbleiter- bzw. CMOS- und MEMS-Bereich können innovative und kompakte Mikrosysteme auf Wunsch bis zur Pilotserienfertigung geführt werden.

Das Geschäftsfeld »Devices and Technologies« am Fraunhofer IMS verfügt über zahlreiche Kerntechnologien, die aus dem gewonnen Fachwissen in den Bereich CMOS, MEMS und NEMS entstanden sind.

Kundenspezifische CMOS-Prozesse und MEMS Technologien

Ein Beispiel sind Post-CMOS-Prozesse zur Sensorintegration. Planarisierte CMOS-Schaltungswafer werden nach Fertigung in der CMOS-Linie zur Herstellung neuer zusätzlicher Bauelemente mittels Schichtenabscheidung und Strukturierung im Mikrosystemtechnik Lab&Fab weiterbearbeitet. Form und Funktionen der neuen Bauelemente können dabei zum Beispiel im Bereich der Gassensorik, Optik oder Drucksensorik verwendet werden. Durch diese Kombination aus CMOS und MEMS (bzw. NEMS) entstehen innovative und extrem kompakte Mikrosysteme für den Einsatz in Medizin, Industrie, Automobil, Luft- und Raumfahrt bis hin zu Consumer-Anwendungen.

3D-Integration, BSI-Sensor und ALD-Strukturen

Um den Trend von kompakten und leistungsstarken Bauelementen in der Mikrotechnik weiter fortzusetzen (»More than Moore«), bietet das Fraunhofer IMS die Möglichkeit von 3D-Integrationen an. Durch Ausnutzung der dritten Dimension können Strukturen aufeinander aufgebaut werden um kürzere Verbindungswege, eine höhere Integrationsdichte und eine Kostenreduktion zu erhalten. Hierzu stehen am Fraunhofer IMS mit dem Chip-zu-Wafer- und Wafer-zu-Wafer-Prozess zwei leistungsstarke Verfahren zur Verfügung. Einsatz finden diese Verfahren aktuell bei der Herstellung von effizienten und kompakten Detektoren bestehend aus Backside Illumination Sensoren und Ausleseelektronik. Im speziellen Fall des Wafer-zu-Wafer-Prozesses werden Sensor- und Schaltungswafer, aus der eigenen CMOS-Linie, im MST-Labor präzise verbunden und über einen ALD-optimierten Materialstapel elektrisch kontaktiert. Mit der ALD-Technologie können neben elektrischen Kontakten auch Schutzschichten, optische Beschichtungen, NEMS-Devices für Gassensor oder Biosensor mit Nanodrähten und ultradünne freistehende Membranen hergestellt werden.

Hochtemperatur SOI CMOS Technologie

Im Rahmen der Industrie 4.0 werden zunehmend industrielle Prozesse über intelligente Sensorsysteme überwacht. Hierbei stellt die Überwachung in extrem rauen Umgebungen bei mechanischen, physikalischen Belastungen und im Temperaturbereich zwischen -50 °C bis 300 °C eine besondere Herausforderung dar. Das Fraunhofer IMS bietet hierzu eine Hochtemperatur 0,35 µm SOI-CMOS Technologie als Basis für komplexe integrierte Schaltungen für den genannten Temperaturbereich an. Zusätzlich kann ein umfangreiches Angebot an Know-How und Dienstleitungen im Bereich der Entwicklung von anwendungsspezifischen Hochtemperatur Integrierten Schaltungen (Hochtemperatur-ICs) angeboten werden.