Backside_Illumination_Sensor_Prozess_Fraunhofer_IMS
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Backside Illuminated Sensor

Das Fraunhofer IMS entwickelt und nutzt Verfahren sowie neueste Bondtechnologien auf Chip- und Waferlevel zur Herstellung von rückseitig beleuchteten optischen Sensoren.

Backside Illuminated Sensor

Neuste Bondtechnologie für hochempfindliche Photodetektoren

Rückseitig beleuchtete Bildsensoren zeichnen sich vor allem durch ihre erhöhte Bildqualität aus und sind daher in der Unterhaltungselektronik und im Smartphone nicht mehr wegzudenken. Mit Einführung eines Wafer-zu-Wafer (W2W)-Prozesses bietet das Fraunhofer IMS ein neues Technologielevel an, welches die Erzeugung von hochwertigen BSI-Sensoren ermöglicht. Dabei werden zunächst getrennt voneinander Photodetektoren und die zugehörige Ausleseschaltung jeweils auf 8‘‘-Wafern hergestellt. Im Anschluss werden beide Wafer dauerhaft miteinander verbunden. Besonders kompakte Aufbauten mit den kürzesten elektrischen Verbindungen werden hierbei geschaffen. So werden hochempfindliche rückseitig beleuchtete Sensoren realisiert.

Diese Heterointegration wird im Besonderen bei der Herstellung hochwertiger 3D-Umfeldsensoren mit SPADs (Single Photon Avalanche Dioden) eingesetzt. Die hochempfindlichen Photodioden erlauben eine sehr hohe Zeitauflösung bei der Detektion von Objektabständen und sind daher in der LiDAR-Sensorik für das autonome Fahren optimal geeignet. Mit backside illuminated sensor Technologie können große 2D SPAD-Arrays erzeugt werden, welche sehr hohe Füllfaktoren von bis zu 70 % aufweisen. Dies verschafft beispielsweise enorme Vorteile beim Einsatz der Detektoren als LiDAR Sensoren im Straßenverkehr.

Am Fraunhofer IMS ist die gesamte Prozesskette zur Herstellung der Sensoren abgebildet. Ingenieure mit langer Prozesserfahrung in CMOS- und/oder MEMS-Prozessen werden dabei von den Kollegen aus der Aufbau- und Verbindungstechnik, dem Schaltungsdesign und dem Test unterstützt. Das Zusammenspiel aus allen Bereichen unter einem Dach ist ein Alleinstellungsmerkmal des Fraunhofer IMS.

Die unabhängige Herstellung von Ausleseschaltung und Photodetektor erlaubt eine optimale Auswahl des Wafermaterials und Prozesses in Hinblick auf die Sensoranforderungen. Ausleseschaltungen auf 8‘‘-Wafern aus der eigenen CMOS-Linie oder von externen Halbleiter-Herstellern können mit den Photodetektoren integriert werden. Hausintern nutzt das Fraunhofer IMS einen 0,35 µm OPTO-Prozess und kann dabei auf über 30 Jahre CMOS-Erfahrung zurückgreifen.

Kontaktieren Sie unsere Ansprechpartner und schauen Sie in die Welt der rückseitig beleuchteten Sensoren des Fraunhofer IMS!

Unsere Technologien – Innovationen für Ihre Produkte

Single Photon Avalanche Diode (SPAD)

Mit Single-Photon-Avalanche-Dioden sind direkte Time-of-Flight (ToF) Messungen zur Distanzberechnung möglich.

Silizium Photomultiplier (SiPM)

Das Fraunhofer IMS entwickelt und fertigt sowohl analoge als auch digitale Silizium Photomultiplier (SiPM) für die Detektion von Photonen in diversen Anwendungen.

CMOS Charge Coupled Devices (CCDs)

Das Fraunhofer IMS entwickelt kundenspezifische CMOS-CCD Strukturen und Sensoren mit extrem hohem Dynamikbereich für TDI-Applikationen.

Hochempfindliche Bildsensoren

Fraunhofer IMS realisiert weitere spezielle photosensitive Bauelemente wie Pinned Photodiode oder hochauflösende Sensoren für indirekte Time-of-Flight.

Unsere Technologiebereiche – Unsere Technologien für Ihre Entwicklung

MEMS Technologien

Niedertemperatur Prozesse zur post-CMOS Integration von MEMS Sensoren oder Aktuatoren.

Biofunktionale Sensoren

Werkzeuge für die medizinische Diagnostik.

Spezialtechnologien

Das Fraunhofer IMS bietet auch Spezialtechnologien z. B. Hochtemperatur-Technologie an.

 

Technology (Home)

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