Infrastruktur beim Fraunhofer IMS für die Realisierung Ihrer Sensorik

Für die Realisierung von Drucksystemen stehen dem IMS eine breit aufgestellte Infrastruktur und mehrere Tools zu Verfügung. So umfasst die Infrastruktur eine nach dem Automobil-Industrie-Standard zertifizierten CMOS-Reinraum zur Fertigung von monolithisch integrierten Drucksensoren. In dieser Technologie realisierte Systeme sind sognannte 1-Chip-Systeme, bei denen die Auswerteschaltung und der Drucksensor in einer 1,2 µm-Technologie gefertigt und auf einem Chip untergebracht sind. Darüber hinaus können 2-Chip-Drucksensorsysteme realisiert werden, bei welchen die Schnittstellen-ASICs in einer 0,35 µm-Technologie und die Drucksensoren in der oben genannten größeren Technologie hergestellt werden. Die ASIC-Auswerteschaltung und die Sensoren werden mittels hausinterner Aufbau- und Verbindungstechnik zusammengefügt.

Neben der CMOS-Fertigungslinie besteht die Möglichkeit, auch 1-Chip-Systeme zu realisieren, indem die Sensorelemente wie z.B. die drucksensitiven Membranen mittels eines post-CMOS Prozesses oben auf das bestehende ASIC aufgebracht werden. Dieser post-CMOS-Prozess lässt sich mittels unserer Infrastruktur im MST-Lab & Fab bestens bewerkstelligen. Hierdurch besteht auch die Möglichkeit, die Auswerteschaltung auf 200-mm-Wafern in kleineren CMOS-Technologien (z. B. 0,18 µm) bei externen Halbleiter-Fabs herzustellen und die Sensorelemente nachträglich beim IMS aufzubringen.

Mittels der IMS-Infrastruktur lassen sich so Niederdruck-Sensoren (Vakuum-Sensoren), Hochdrucksensoren und Sensoren für den Hochtemperaturbereich (bis 300 °C) realisieren. Des Weiteren lassen sich durch das Verfahren der Atomlagenabscheidung (Atomic-Layer-Deposition ALD) biokompatible und hermetische Schichten für die Verkapselung von Sensorsystemen realisieren. 

Die am IMS vorhandene Infrastruktur für die Aufbau- und Verbindungstechnik ermöglicht es Systeme aus mehreren Chips herzustellen oder Systeme auf PCBs auszuliefern.

Die vorhandenen Anlagen erlauben das Dünnschleifen von Wafern mit empfindlichen Druckdosen, sowie das anschließende Sägen und Vereinzeln.

Die Infrastruktur vom IMS kurz zusammengefasst:

• Automobil-Industrie zertifizierter CMOS-Reinraum zur Fertigung von:
  •    Schnittstellen ASICs für Drucksensoren in 0,35 µm-Technologie (2-Chip-Systeme)
  •    Monolithisch integrierte Drucksensoren in 1,2 µm-Technologie (1-Chip-Systeme)
• Post-Processing im MST-Lab&Fab; Weiterbearbeitung der CMOS-Wafer und Hinzufügen spezieller Funktionen oder MEMS (Post-CMOS, 1-Chip-Systeme):
  •    Hermetische, biokompatible und biostabile Schichten für CMOS/MEMS Drucksensorsysteme
  •    Monolithische post-CMOS Integration von MEMS Drucksensoren
• Messlabor mit professionellen Messplätzen zur Charakterisierung und beschleunigten Alterung von MEMS (Druck-) Sensoren
• Automatisierte Tests von Sensoren in Abhängigkeit von Druck, Beschleunigung/Lage, Temperatur oder Feuchte
• Wafer Dünnen, Sägen, Aufbau- und Verbindungstechnik und Packaging