Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

In mikroelektronischen Bauelementen werden immer mehr Einzelchips, Sensoren, Dioden und weitere Bauelemente auf kleinstem Raum kombiniert, um höhere Rechenleistungen oder größere Speicherfähigkeiten möglich zu machen. Parallel müssen die Methoden der Mikrodiagnostik permanent weiterentwickelt werden: So ist sichergestellt, dass bei wachsender Komplexität und Miniaturisierung der Bauteile die nötige Zuverlässigkeit gewahrt bleibt. Rund 150 internationale Experten präsentieren am 26. und 27. April in einem Workshop am Fraunhofer-Center für angewandte Mikrodiagnostik CAM in Halle (Saale) neue Ergebnisse dazu. Im Rahmen des Workshops erfolgt zudem der Startschuss für den Erweiterungsbau des Fraunhofer CAM.

»Je kleiner ein Chip ist, desto leistungsfähiger ist er. Deshalb sind in modernen Chips auf wenigen Quadratmillimetern bereits viele Millionen bis zu einigen Milliarden von Einzeltransistoren untergebracht. Sie werden auch nicht mehr nur auf einer Ebene, sondern in dreidimensionalen Architekturen mit gestapelten Chips aufgebaut. Das bedeutet eine enorme Herausforderung für die Mikrodiagnostik«, sagt Frank Altmann, Leiter der Halbleiterdiagnostik-Gruppe des Fraunhofer CAM und Organisator des Workshops.

Denn in solch komplexen Strukturen einen möglichen Fehler zu finden, beispielsweise einen Kontaktabriss oder einen einzelnen defekten Transistor, erfordert hochauflösende Diagnostik-Methoden und genaue Kenntnis der Bauteile sowie der eingesetzten Materialien. Im Rahmen des Workshops, der zum sechsten Mal in Halle stattfindet, präsentieren internationale Spitzenforscher und Experten aus der Industrie neue Lösungsansätze für diese Fragen. Der Schwerpunkt liegt in diesem Jahr auf der Weiterentwicklung von Diagnostikmethoden und -geräten. Begleitet wird der CAM-Workshop von einer Ausstellung, in der Hersteller von Analysegeräten ihre neusten Produkte vorstellen.

Ingrid de Wolf vom Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC) in Leuven, Belgien, wird zur Eröffnung der Tagung einen Überblick zu 3D-Aufbau- und Verbindungstechniken geben. In einer weiteren Keynote geht Jörg Krinke von der Robert Bosch GmbH auf Herausforderungen bei Multi-Chip-Modulen ein. Im Rahmen des Workshops werden zudem erstmals Ergebnisse aus dem laufenden Forschungsvorhaben »Smart Analysis Methods for 3D Integration in Advanced Microsystems and Corresponding Materials (SAM3)« vorgestellt. In diesem Projekt arbeitet das Fraunhofer CAM mit zehn Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus Frankreich und Deutschland an neuen Methoden für die Fehleranalyse für hochintegrierte »System-in-Package«-Komponenten. Die Arbeiten des Fraunhofer CAM werden dabei durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

»Ich freue mich sehr, dass wir erneut zahlreiche Vertreter führender Industrieunternehmen und renommierter Forschungseinrichtungen nach Halle holen konnten. Wir möchten die Gelegenheit auch nutzen, mit ihnen unser 25. Jubiläum zu feiern sowie einen Überblick über die künftigen Schwerpunkte des Fraunhofer CAM zu geben«, sagt Prof. Matthias Petzold, Leiter des Fraunhofer CAM. Seit 1992 ist die Fraunhofer-Gesellschaft in Halle aktiv; die Forschungsarbeiten zur Zuverlässigkeit von Mikroelektronik bilden einen zentralen Kern des heutigen Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, zu dem das Fraunhofer CAM gehört.

Für die Zukunft wird die Forschungseinrichtung noch besser aufgestellt sein: Dr. Jürgen Ude, Staatssekretär im Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung des Landes Sachsen-Anhalt, übergibt in seiner Botschaft symbolisch den Grundstein für den Erweiterungsbau des Fraunhofer CAM. Auf einer Gesamtfläche von 770 Quadratmetern entstehen neue Labors, Büros und Seminarräume, dafür werden 9 Millionen Euro investiert. Die Hälfte des Investitionsbetrags stammt aus Mitteln des Europäischen Struktur- und Investitionsfonds (EFRE), darüber hinaus werden Bundes- und Landesmittel in Höhe von je 25 Prozent aufgebracht. »Durch die Erweiterung schaffen wir ideale Möglichkeiten für die Entwicklung von Hightech-Produkten aus Sachsen-Anhalt. Zum Beispiel beim Einsatz von Mikroelektronik für das autonome Fahren kann das Fraunhofer CAM damit seine exzellente Position ausbauen und gemeinsam mit Unternehmen der Region wichtige Impulse setzen«, betont Ude. Die Bauarbeiten sollen Ende 2018 abgeschlossen sein.