Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Der Einsatz von Standard-Elektronik ist begrenzt auf einen Temperaturbereich bis ca. 150 °C. Viele Anwendungen erfordern jedoch eine höhere Temperaturfestigkeit. So werden zum Beispiel Sensoren und Aktoren in industriellen Prozessen auch bei deutlich höheren Temperaturen benötigt und eingesetzt. Diese sind dann in der Regel aus rein passiven Bauelementen aufgebaut und die Elektronik wird abgesetzt, außerhalb des heißen Bereichs betrieben, was zusätzlichen Bauraum erfordert und die Performance limitiert.
Für diesen erweiterten Temperaturbereich haben wir eine spezielle Technologie entwickelt; in dieser 0,35 µm Hochtemperatur SOI-CMOS Technologie kann integrierte Hochtemperatur-Elektronik noch bei einer Betriebstemperatur von 300 °C betrieben werden. Einzelne Transistoren werden dabei nicht mehr über Dioden (pn-Übergänge), sondern dielektrisch durch ein vergrabenes Oxid voneinander isoliert, was die Leckströme, um bis zu drei Größenordnungen reduziert. Eine zusätzliche Optimierung der Bauelemente ermöglicht einen performanten Betrieb von integrierten Schaltungen bis 300 °C. Um die Zuverlässigkeit der Hochtemperatur Elektronik weiter zu erhöhen und die Degradation durch Elektromigration zu reduzieren, ist die Technologie außerdem mit einer Wolfram anstelle der sonst üblichen Aluminiummetallisierung ausgestattet. Die minimale Strukturgröße von 0,35 µm und bis zu vier Metalllagen erlauben die Realisierung von kompakten integrierten Systemen einschließlich kleiner eingebetteter Mikrocontroller.
Wir unterstützen Sie bei der Realisierung von Hochtemperatur-Elektronik als mikroelektronische Schaltung oder Systeme. Erschließen Sie mit uns neue Anwendungsfelder oder optimieren Sie bestehende Systeme, zum Beispiel mit Blick auf Performance, Bauform oder Kühlung, durch den Einsatz von hochtemperaturfähigen integrierten Schaltungen (HT-ICs), realisiert in einer optimierten Hochtemperatur-SOI-CMOS Technologie. Profitieren Sie dabei von unserem Entwicklungs- und Fertigungs-Knowhow in der Hochtemperatur-Elektronik.
Die Realisierung von integrierten Schaltungen für einen Temperaturbereich bis 300 °C erfordert ein gutes Verständnis des Temperaturverhaltens einzelner Bauelemente sowie möglicher parasitärer Effekte. Fraunhofer IMS verfügt über umfangreiches Knowhow in Entwurf und Realisierung von integrierter Hochtemperatur-Elektronik für den Einsatz in rauen Umgebungen und bei Temperaturen bis 300 °C.
Für die Entwicklung stehen innerhalb der Hochtemperatur-Elektronik entsprechende Standard- und IP-Bibliotheken zur Verfügung, die kontinuierlich erweitert werden.
Fraunhofer IMS bietet Ihnen Designunterstützung sowie die vollständige Realisierung Ihres applikationsspezifischen Hochtemperatur-Elektronik ICs (HT-ASIC) von der Konzeptionierung bis zur Pilotfertigung.