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Mikrosystemtechnik am Fraunhofer IMS



Intelligente Mikro- und Nanosysteme sind in vielen Technologiebereichen der Industrie, Automobil und Umwelt- und Medizintechnik stark gefragt. Vor diesem Hintergrund setzen Forscher darauf, die vorhandene CMOS-Technologie weiterzuentwickeln, um neue smarte Funktionen zu ermöglichen.



Wafer und Schaltungen werden nach dem CMOS-Produktionsdurchlauf im MST-Lab mit Sensoren und Schnittstellen versehen, die sie intelligent machen. Diesen Vorgang nennt man CMOS-Post-Processing. Hierbei entstehen winzige, hochintegrierte MEMS (mikro-elektro-mechanische Systeme), die Sensor und Aktor in einem sein können und per Funk Verbindung zur Außenwelt halten.





Fig.: Schematische Darstellung des CMOS-Post-Processing



Die Technologie

Die neuen Maschinen und Einrichtungen im 600 m2 großen MST-LAB ermöglichen es, bioaktive Schichten oder Metalle wie z.B. Gold- und Kupfer-Beschichtungen auf die CMOS-Chips nachträglich aufzubringen. Das Abscheidung von Schichten, z.B. CVD-Titan, amorphem Silizium, metalloxidischen Dielektrika und Metallen wie Kupfer, Gold , Platin Isotrope und anisotrope Plasma- und Nassätzanlagen dienen der Strukturierung, bis hin zur Durchkontaktierung der Wafer. Geeignete Messeinrichtungen charakterisieren die neuen Prozesse. Chip-to-Wafer- und Wafer-to-Wafer-Bondverfahren erlauben die Entwicklung kompakter Systemlösungen.

 

Dadurch rücken neue Anwendungen in greifbare Nähe, hier einige Beispiele:



Medizintechnik

Implantierbare Diagnosesysteme, die im Körper Krankheiten aufspüren, deren Ausbruch verhindern oder die Heilung herbeiführen, indem der Wirkstoff zielgerichtet eingesetzt wird.

 

Systeme, die Nervenzellen stummulieren

 

Biosensoren, die Analysen im Körper durchführen

 



Automobiltechnik

CMOS-Imager, die Autofahrer bei Dunkelheit vor nicht-sichtbaren Fußgängern warnen

 

Reifen, die den aktuellen Druck dem Armaturenbrett melden

 



Industrietechnik

Sensoren, die für saubere und sparsame Antriebe sorgen

 

Sensoren, die in Gebäuden optimales Wohlfühlklima regeln

 

Kameras, die verwackelte Bilder selbstständig korrigieren

 


Die Förderer

Das Investitionsprojekt wird mit einer Summe von insgesamt 16 Millionen Euro gefördert. Je 25 % übernehmen das Land NRW und die Fraunhofer-Gesellschaft mit Zuwendungen des Bundes. Weitere 50 % steuert die EU bei.

 


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