Technology

Das Ziel der Abteilung Technology ist die Entwicklung von Bauelementen, Modulen und Technologien mit spezifischen Eigenschaften für Anwendungen in der Kommunikation, Hochfrequenzelektronik, Sensorik und neuartigen Bereichen, wie Künstlicher Intelligenz und Quantentechnologien. Der interne Transfer dieser Entwicklungen hin zur Fertigung in der eigenen Pilotlinie für IHP-Projekte und für den weltweiten MPW- und Prototyping-Service ist ein weiterer Schwerpunkt.

Die Forschung und Entwicklung besteht aus zwei wesentlichen Bereichen. Zum einen ist das die Erforschung und Entwicklung neuer Bauelemente, Module und Technologieplattformen, die kompatibel zu einer siliziumbasierten Prozessumgebung sind. Der zweite Bereich konzentriert sich auf den Transfer, die Optimierung, Stabilisierung und Leistungssteigerung existierender IHP-Technologien. Ziel ist, ausgewählte Module und Technologien zeitnah im IHP-Forschungsservice einer breiten akademischen Öffentlichkeit sowie Industriepartnern zur Verfügung zu stellen. Schwerpunkt der Arbeiten sind die Erforschung und Entwicklung von Technologiemodulen und Integrationskonzepten, die CMOS-Technologien in der Funktionalität deutlich erweitern können.

Die strategischen Forschungsthemen sind Technologien mit SiGe-​basierten THz-​Bauelementen, Si/Ge-​Photonikmodulen, Bauelemente für strahlungsresistente Anwendungen und neuartige Integrationskonzepte, z. B. für Hochfrequenzsysteme. Dabei verfolgt die Abteilung sowohl monolithische als auch heterogene Integrationsansätze. Diese Ansätze ermöglichen die Kombination von Elektronik mit der Funktionalität der integrierten Module auf einem Chip. Anwendungen für derartige Technologien liegen insbesondere in der Drahtlos- und Breitband- und optischen Kommunikation, in der Sensorik und in neuen Anwendungsfeldern, wie Künstlicher Intelligenz.

Erhebliche Anstrengungen werden unternommen, um den MPW- und Prototyping-Service auf Basis der 0,25-µm- bzw. 0,13-µm-Technologien zu qualifizieren, zu erweitern und weltweit Partnern und Kunden zur Verfügung zu stellen.

Forschungs-, MPW- & Prototyping-Service

Bereits seit über 20 Jahren ist die technologische Kompetenz in Verbindung mit Neugier für neuartige Entwicklungen die Basis für einen kontinuierlichen Fortschritt in der Technologieabteilung des IHP, wo etwa die Hälfte der Institutsmitarbeitenden beschäftigt ist, inklusive den im Rund-um-die-Uhr-Schichtbetrieb im Reinraum tätigen.

Technische Kompetenzen

Das IHP besitzt alle Voraussetzungen zur Entwicklung und Herstellung modernster BiCMOS-Technologien:

  • SiGe:C-HBTs und Photonik-Module (z. B. Ge-PD) und deren Integration in CMOS-Technologien
  • modulare Erweiterung von Standard-CMOS-Technologien
  • Erforschung und Entwicklung von Prozessmodulen und -teilschritten
  • elektrische und opto-elektrische Messtechnik, einschließlich HF-Tests
  • Diagnose- und Analysetechnik für die Entwicklung und Fertigungsüberwachung
  • Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Prozessqualifizierung
  • Gewährleistung stabiler und zuverlässiger Prozesse im 24/7 betriebenem CMOS-Reinraum
  • Forschungs- und Modulservice sowie MPW- und Prototyping-​Angebote für interne und externe Kunden
  • Design-Kit-Support für interne und externe Projekte
  • Transfer von Technologien und Technologiemodulen von und zu Industriepartnern
  • Integration von neuen Materialien in Si-Basistechnologien

Prof. Dr. rer. nat. Andreas Mai

Abteilungsleiter

IHP 
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland
 

Sekretariat:
Monika Schultze
Telefon: +49 335 5625 660
Fax: +49 335 5625 327
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Katja Albani
Telefon: +49 335 5625 670
Fax: +49 335 5625 327
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F & E-Pilotlinie 24 Stunden/7 Tage

Das Herzstück des IHP ist die hochmoderne Pilotlinie in einem 1.500 m2 großen Reinraum, der 24 Stunden/7 Tage pro Woche betrieben wird. Zusätzlich stehen weitere 300 m² Reinraumfläche zur Verfügung, um Waferverbindungen und die Heterointegration von Chiplets zu ermöglichen.

Das Toolset ermöglicht eine 0,13-​µm-Technologie auf 200-​mm-Wafern. Die Zykluszeiten betragen normalerweise zwei Tage pro Lithographiemaske. Die Bearbeitungszeiten vom Tape-​In bis zum Versand der vereinzelten Chips betragen ca. 12 Wochen, abhängig von der verwendeten Technologie.

Zu den wichtigsten Geräten für die Waferfertigung innerhalb der Pilotlinie gehören:

  • I-Linien- und DUV-Fotolithografie (248 nm Laserbelichtung)
  • CMP im FEOL (Oxid, Poly Si) und im BEOL (Oxid, Wolfram)
  • Trockenätzprozesse für Standard-CMOS- und BiCMOS-Prozessmodule
  • PVD (Co, Al, Ti, TiN, Ni) und CVD (W, TiN) für das Al-Metallisierungssystem
  • Atomschichtabscheidung ALD für HfO2, Al2O, SiO2 und SiN
  • PECVD (einschließlich HDP) und SACVD zur Abscheidung von Dielektrika im FEOL und BEOL
  • Nassätz- und Nassreinigungsprozesse für ein technologisches Niveau von 0,13 µm erforderlich
  • Niedertemperatur-Si, SiGe, SiGe: C-Epitaxie (differentielle und selektive Epitaxie)
  • Ionenimplantation mit niedriger bis mittlerer Energie und niedriger bis hoher Dosis (As, B, P, In, Sb, Si, Ge, F, Ar)
  • Oxidation, LPCVD (einschließlich Niedertemperaturoxid und -nitrid) und Tempern in Standard-Chargensystemen
  • RTP zum Tempern, Oxidieren und Silizieren
  • 8-​Zoll-Hochvakuum-Wafer-Verbindungssystem
  • 8-Zoll-Transferdruck-Toolset
  • Inline-Messungen für CD, Overlay, Schichtdicke, Widerstand, Defektivität, Topologie (SEM, AFM) und XRD
  • parametrischer Test mit zwei vollautomatischen Testsystemen

Elektrische Charakterisierung und Materialanalyse

  • SIMS, TEM, SEM, AES, XRD, XRR, XPS, AFM und FTIR
  • DC-​Parametereinstellung für Messungen auf dem Wafer und verpackten Bauelementen
  • LF Noise Setup für 1/f-​Rauschen bei Wafer-​Messungen
  • Ringoszillator-​Setup für Messungen auf Wafern und verpackten Bauelementen
  • S-​Parameter/DC/RF-​Rauschmesssystem für Wafermessung
  • S-​Parameter/DC-​Geräte zur Parameterextraktion, Gerätemodellierung
  • digitaler Tester für Digital-​/Mixed-​Signal-Funktionstest
  • MOS-​CV/IV-​Geräte zur DC/CV-​Charakterisierung
  • Tester für intrinsische Zuverlässigkeitstests zur Technologiequalifizierung

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