Extended CMOS

Die Technologieplattform »Extended CMOS« fokussiert sich auf Materialien und Prozesse, Systemintegration sowie Materialcharakterisierung, Gerätetest und Zuverlässigkeitsbewertungen.

 

• Voll ausgestattete hochmoderne 200 mm BiCMOS- und CMOS-Linien
• Prozesse für FEOL, MOL, ebenso wie BEOL
• Neue Materialien, Prozesse und Technologien sowie neue Speicher-Konzepte und neuromorphe Computer-Technologien werden angestrebt
• 1D-, 2D-Materialien und Technologien; 2.5- / 3D-Integrations-Technologien
• F & E Leistungen für TSV, Wafer-Bumping, Redistribution Layers (RDL) und Lötkugeln
• Herstellung von Silizium mit hohen Dichten, Glas- und Polymer-Interposern, Waferdünnen, Wafervereinzelung (Dicing), Waferbonden, hochpräzise Multi-Die Fertigung, Die-Stacking und Molding

 

Europractice IC Service: Multi Project Wafer (MPW) und Prototyping 

Im Rahmen des EUROPRACTICE IC Services bietet das Leibniz IHP als Teil der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland einen Fertigungsservice für Multi Project Wafer (MPW) und Prototyping an. Weitere Informationen finden Sie hier.

Flyer Extended CMOS

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Universal Sensor Platform (USeP)

Extended CMOS

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland zeigt mit ihren 13 Mitgliedsinstituten der Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft Forschungsleistungen von internationaler Exzellenz. Damit trägt die FMD dazu bei, dass Deutschland und Europa einen Spitzenplatz in der Forschung und Entwicklung einnehmen. Einige ausgewählte Forschungshighlights und Leuchtturmprojekte im Bereich Extended CMOS finden Sie nachfolgend.

Die Liste aller Publikationen für die Technologieplattform Extended CMOS zum Download:

Monolithische Integration von MEMS auf CMOS: Mikrosystem Schaltelement für einen Elektronen Multistrahl Maskenschreiber​

© Fraunhofer ISIT
Wirkungskreislauf: Das am Fraunhofer ISIT gefertigte Mikrosystem-Schaltelement für Elektronen Multistrahl-Maskenschreiber ermöglicht neben anderen wesentlichen Kernelementen den aktuellen Fortschritt in der Halbleiterfertigung -> dieser beinhaltet v.a. die Realisierung von 7nm, 5nm und 3nm Technologieknoten im Leading-Edge Bereich
  • Mikrosystem-Schaltelement für einen Elektronen Multistrahl-Maskenschreiber, der es erlaubt im Produktionseinsatz mit  EUV-Lithografie Strukturen unter 10 Nanometern und weniger zu realisieren ​
  • Das Herzstück des Maskenschreibers ist ein MEMS-Mikrosystem Schaltelement aus dem Fraunhofer ISIT. ​
  • Das Verfahren ist bisher konkurrenzlos – und es ist unverzichtbar, wenn man die heute kleinsten erreichbaren Strukturen auf Mikrochips mit EUV Verfahren belichten will.​
  • Technologiebereich: MEMS Postprozessierung auf CMOS Wafern, monolithische Integration​

Kooperation:

Industriepartner: IMS Nanofabrication GmbH, Wien​


Veröffentlichung:

Presseinformation zum Thema: "Mikrochips: kleiner, leistungsfähiger, konkurrenzlos"

Weiterführende Informationen:

TROM2-Chip: Ein Chip zur Maskenherstellung

Joseph-von-Fraunhofer-Preis Preisträgerfilm: https://www.youtube.com/watch?v=KX8EE7hjI1E

„Making-Off“ Preisträgerfilm: https://www.youtube.com/watch?v=HtWazFeLmtM

Fraunhofer-Jahrestagung 2021: Verleihung der Fraunhofer-Forschungspreise

https://www.isit.fraunhofer.de/de/newsroom/aktuelles/Fraunhofer-Preis-2021.html

Erster hybrider Computerchip auf Basis von Motorproteinen

© Fraunhofer ENAS
Links: Netzwerk aus biofunktionalisierten Nanokanälen und logischen Kreuzungen zur Berechnung eines Exact Cover Problems mit 1024 Lösungsmöglichkeiten Rechts: Funktionalisierung und Betrieb der Chips mittels mikrofluidischem Set up
  • Neue Prozessmöglichkeiten zur effizienten Nanostrukturierung von vielfältigen, biokompatiblen Werkstoffen
  • Weltweit erster Chip der mittels Motorproteinen und biologischen Agenten ein mathematisches Problem der exakten Bedeckung mit 1024 möglichen Lösungen berechnet

Kooperationen:

  • EU-gefördertes Projekt Bio4Comp [bio4comp.org] (H2020)
  • TU Dresden, Universität Lund, Linneaus Universität, Bar Ilan Universität
  • Molecular Sense Ltd.

Veröffentlichungen:

  • Heldt G. et al. (2018): Approach to combine electron-beam lithography and two-photon polymerization for enhanced nano-channels in network-based biocomputation devices, doi: 10.1117/12.2326598
  • Meinecke, C. et al.(2018): Nanofabricated Networks used for Protein-Powered Biocomputation Devices, CAS 2018, 41st International Semiconductor Conference, Sinaia, Romania, 2018 Oct 10-12
  • Selbmann, F., Meinecke C. et al. (2020): Parylene C Based Adhesive Bonding on 6" and 8" Wafer Level for the Realization of Highly Reliable and Fully Biocompatible Microsystems, ECS Trans. 98 55. doi: 10.1149/09804.0055ecst

 

Non-Volatile Memories

Mittels ferroelektrischer Feldeffekttransistoren (FeFET) auf Basis von HfO2 im 28- bzw. 22-nm- Technologieknoten können die für Deep-Learning- Algorithmen notwendigen Gewichtswerte nicht nur direkt im Chip abgespeichert sondern auch mit diesen gerechnet werden.
© Fraunhofer IPMS
Mittels ferroelektrischer Feldeffekttransistoren (FeFET) auf Basis von HfO2 im 28- bzw. 22-nm- Technologieknoten können die für Deep-Learning- Algorithmen notwendigen Gewichtswerte nicht nur direkt im Chip abgespeichert sondern auch mit diesen gerechnet werden.
  • Funktionale low-power Speicherlösungen auf Basis von ferroelektrischem Hafniumoxid (FeFETs, FRAM)
  • Integrierte FeFET Arrays in Zusammenarbeit mit GLOBALFOUNDRIES
  • Demonstration der herausragenden Eigenschaften von Schaltungen basierend auf FeFETs für Neuromorphic Computing

Kooperation:

»RASCAL« (Racetrack Memory Scaling of ultra-dense and energy-efficient data storage)

  • Gemeinsames Projekt der Fraunhofer- und Max-Planck-Gesellschaft zu Materialuntersuchungen und Realisierung zu Racetrack Memories unter Nutzung des FMD-Sputterclusters
  • Ziel ist die Demonstration der Datenspeichertechnologie mit hoher Zuverlässigkeit, Skalierungsdichte und Energieeffizienz

Weiterführende Informationen:

300 mm Devices and Value Added Solutions

 

Kohlenstoffnanoröhren (CNT) für zukünftige Elektronik und Sensorik

Schematische Darstellung eines Carbon Nanotube baiserten Feldeffektransistors (CNT-FET).
© Fraunhofer ENAS
Schematische Darstellung eines Carbon Nanotube baiserten Feldeffektransistors (CNT-FET).
  • On-Demand: Erste zugängliche Plattform für Anwendungen in der (integrierten) Sensorik
  • Heterogene Integrationstechnologien für Nanobauelemente durchgängig auf Wafer bis 200 mm (Bsp. ASIC+CNT)
  • Neuartige Technologie für energieeffiziente analoge Hochfrequenz Transceiverelektronik

Kooperation:

  • BMBF-gefördertes Projekt SmartStar
  • Exzellenzinitiative cfaed (Center for Advancing Electronics Dresden)
  • SAB-Projekt SenPress

Veröffentlichungen:

  • Hartmann, M. et al. (2020): Gate Spacer Investigation for Improving the Speed of High-Frequency Carbon Nanotube-Based Field-Effect Transistors, ACS Applied Materials & Interfaces 2020 12 (24), 27461-27466. doi: 10.1021/acsami.0c01171
  • Böttger, S. et al. (2019): Sensitivity control of carbon nanotube-based piezoresistive sensors by drain-induced barrier thinning, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 295, 2019, Pages 288-295. doi: 10.1016/j.sna.2019.06.003

Weltweit schnellste SiGe-basierte THz Transistoren in CMOS

Darstellung der Grenzfrequenz in Abhängigkeit der maximalen Frequenz –Abbildung der veröffentlichten Leistungsdaten von SiGe Heterobipolartransistoren. Das IHP stellt mit seiner SiGe-BiCMOS Technologie die best-in-class-Technologie.
© IHP
Darstellung der Grenzfrequenz in Abhängigkeit der maximalen Frequenz –Abbildung der veröffentlichten Leistungsdaten von SiGe Heterobipolartransistoren. Das IHP stellt mit seiner SiGe-BiCMOS Technologie die best-in-class-Technologie.
  • Neue Prozessmöglichkeiten für vertikale Skalierung der Heterobipolartransistoren (HBT)
  • Realisierung von HBT mit Grenzfrequenzen > 0,6 THz in BiCMOS

Kooperationen: 

Veröffentlichungen:

  • Rücker, H. et al. (2018): High-Performance SiGe HBTs for Next Generation BiCMOS Technology, Semicond, Sci. Technol., vol. 33, p. 114003 (2018). doi: 10.1088/1361-6641/aade64
  • Wolansky, D. et al. (2018): Impact of nickel silicide formations on SiGe BiCMOS devices, Semicond. Sci. Technol., vol. 33, p. 124003 (2018). doi: 10.1088/1361-6641/aae612
  • H. Rücker & B. Heinemann (2019): Device Architectures for High-Speed SiGe HBTs, 2019 IEEE BiCMOS and Compound semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium (BCICTS). doi: 10.1109/BCICTS45179.2019.8972757


Weiterführende Informationen: 

Emerging Devices & Technologies