Fraunhofer-Institut für Photonische MikrosystemeDie Gruppe Devices forscht unter anderem an energieeffizienten Speicherlösungen, nicht flüchtigen Datenspeichern und MEMS-Sensoren auf Basis von 300 mm Wafern in der Volumenproduktion. Im Folgenden sind aktuelle Forschungsschwerpunkte aufgeführt - für weitere Kooperationsmöglichkeiten kontaktieren Sie uns einfach.
300 mm Devices and Value Added Solutions
Non-Volatile Memories (NVM)
• 1T-1R (RRAM, STT-MRAM)
• 1T-1C (FRAM)
• 1T (FeFET, FLASH)
• Materialentwicklung und Integration
• Charakterisierung (single cell/array)
Anwendungsbeispiel:
Mit der technischen Möglichkeit die Ferroelektrizität in voll CMOS-kompatiblen HfO2 -Dielektrika zu implementieren, konnte ein Konsortium aus GLOBALFOUNDRIES, NaMLab gGmbH und dem Fraunhofer IPMS-CNT die Skalierungslücke, erstmals seit der Einführung des FeFETs-Konzepts, in einem 28 nm-Technologieknoten schließen. Ausgezeichnete Ergebnisse auf 300 mm Siliziumwafern, Schaltungen im Nanosekundenbereich sowie eine 10-Jahre-Speicherungsfähigkeit wurden erreicht und liegen auf dem gegenwärtigen Niveau von nichtflüchtigen Speichern (NVM).
Low Power CMOS
• High-k+Metall-Gate (HKMG) Prozesse
• Random Telegraph Noise (RTN) / Reliability
• Negative-Capacitance Feldeffekttransistoren (NC-FET)
• Radio Frequency (RF) Charakterisierung
Anwendungsbeispiel:
Verbesserungen der Abscheidungsprozesse, der Materialeigenschaften sowie der Integrationsschemata sind unerlässlich, um die strengen Anforderungen für zukünftige Bauteile zu erfüllen. Eine wichtige Herausforderung ist die Verringerung der Prozesszeit für die High-k-ALD-Abscheidung. Das Material ZrO2 ist vor allem als High-k-Dielektrikum in DRAM, eDRAM oder auch resistiven RAM von hohem Interesse für die Halbleiterindustrie. Mehrere High-k-Materialien wie HfO2, ZrO2 oder Ta2O5-basierte Systeme werden derzeit am Fraunhofer IPMS-CNT untersucht.
On-Chip Power Plant
• Integrierte Kondensatoren
• Lithiumbatterien
• Energie-Harvester
• Passives
Anwendungsbeispiel:
Ein ultrakompakter Kondensator für die direkte Integration, der in seinen elektrischen Eigenschaften variabel ist und eine hohe Bandbreite an Kapazitätswerten aufweist. Innovative High-k-Dielektrika und spezielle Patterningprozesse ermöglichen diese spezialisierte Kondensatortechnologieplattform, die sich sowohl in für System-in-Package (SiP) als auch für die System-on-Chip-Integrationslösungen einsetzen lässt.
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Sensor MEMS 300 mm
• Thermoelektrik
• Resonant Body Transistor (RBT)
• Pyroelektrika