Technology: From CMOS to Smart Systems

Im Fokus unseres Geschäftsfeldes »Technology: From CMOS to Smart Systems« steht die Entwicklung zuverlässiger, robuster, energieeffizienter und gleichzeitig kostengünstiger Miniaturisierungstechnologien für Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik.

Das Kompetenzspektrum reicht dabei von klassischen CMOS- und MEMS-Technologien bis hin zu Integrationstechnologien für Smart Systems. Als Technologiedienstleister unterstützen wir unsere Kunden bei der Verwirklichung wegweisender Produktideen, entwickeln und adaptieren neue Technologien sowie fertigen Prototypen.

Darüber hinaus verfügen wir über die erforderlichen Kompetenzen, bei speziellen Anforderungen Kleinserien zu produzieren.

Exemplarische Anwendungsbeispiele

NEMS Technologie für Hochempfindliche Sensoren

Im Projekt »NanoFET« wurde vom Fraunhofer EMFT zusammen mit Industriepartnern ein miniaturisierter Nanogap-Feldeffekttransistor für hochempfindliche Sensorik entwickelt. Durch die verwendeten Nanostrukturen führen bereits geringste mechanische Auslenkungen zu starken Änderungen der elektrischen Eigenschaften des Feldeffekt-Transistors. Dies ermöglicht neuartige, hochempfindliche und preiswerte Sensoren für Messung von physikalischen Parametern.

Hochtemperatur-Elektronik

Die am Fraunhofer IMS verfügbare HT Silicon-On-Insulator (SOI) CMOS Technologie ermöglicht die Realisierung von integrierten Schaltungen für den Einsatz bis 300 °C.

 

Eine Entwicklungs- und Fertigungslinie für intelligente Sensoren

MST Lab&Fab

Das MST Lab&Fab ist ausgerichtet auf das Post-Processing, bei dem smarte Sensoren durch Integration der Sensorelemente direkt auf einem CMOS-Ausleseschaltkreis entstehen.

3D Integration: Kupfer-basierte TSV-Technologie für MEMS

Fraunhofer ENAS entwickelt 3D-Wafer Level Packages (3D-WLP) für MEMS zur Integration in miniaturisierte Systeme. Die genutzte Technologie basiert auf Silizium-Durchkontaktierungen (TSVs).

Als Demonstrator wurde ein 2-Achsen Beschleunigungssensor aufgebaut (Bild). Dieser nutzt den Via Last Ansatz mit konform beschichteten Kupfer TSVs sowie Silizium-Abdünnprozesse. 3D-WLP mit Bauteil-Höhen unter 400 µm sind somit realisierbar.

 

Diamant als Brücke zur Quantenphysik

Auf Basis der Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR) entwickelt das Fraunhofer IAF gemeinsam mit der Max-Planck-Gesellschaft Diamantsonden, die Magnetfelder im Nanometerbereich identifizieren können.

 

Mikromechanische Ultraschalltransponder

Das Fraunhofer IPMS entwickelt mikromechanische Ultraschall-Bauelemente für verschiedenste Anwendungsbereiche. Die Besonderheit der Elemente liegt in der Integrationsfähigkeit in CMOS-Prozesse als Post-CMOS-Module, dies ermöglicht hoch miniaturisierte Bauelemente mit integrierter Auswerteelektronik. Hierbei konzentriert sich das Fraunhofer IPMS auf die Entwicklung von kapazitiven mikromechanischen Ultraschalltranspondern (CMUTs).

Präzise Oszillatoren im 3D-Wafer-Level-Package

Im EU Projekt »Go4Time« werden vom Fraunhofer IZM durch das Stapeln einzelner Komponenten individuell programmierbare Timer-Module zur Steuerung von Oszillatoren entwickelt.

 

 

Innovative IPs durch »More than Moore«-Technologien

Klassische Chipaufbauten stoßen immer öfter an Grenzen. Für viele Anwendungen müssen Bauteile noch kompakter angeordnet und leistungsfähiger sein als heute. Diese Zukunft gehört dreidimensional aufgebauten Mikrochips.

Am Fraunhofer IIS / EAS arbeiten Forscher im Projekt »Memory³« an einem 3D-Mikrochipaufbau für 4K-Profi-Videokameras. Dafür ordnen sie einen Prozessor und einen Wide-I/O-Speicher auf einer Trägerschicht (Interposer) an.