Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alles unter Kontrolle in Mikrosystemen

22.02.2007
Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Halle entwickelt neue Lösungen für die Fehleranalyse bei der Herstellung von Mikrosystemen.

Unterstützt werden die Wissenschaftler dabei unter anderen von den Firmen Infineon und Zeiss sowie den europaweit führenden Instituten CEA-LETI in Grenoble und CNES in Toulouse. Für dieses Projekt stellen das deutsche und das französische Forschungsministerium 4 Millionen Euro zur Verfügung.

Halle - Fehler sind bei der Entwicklung hochkomplexer mikroelektronischer Bauteile kaum zu vermeiden. Sie möglichst früh aufzuspüren und ihre Ursache bereits im Fertigungsprozess zu analysieren, ist bares Geld wert. Deshalb beschäftigen sich Wissenschaftler des Fraunhofer IWM in Halle schon seit Anfang der 90er Jahre mit diesen Fragen. Ein neues, internationales Projekt führt sie dabei nun einen Schritt weiter. Im Rahmen von "Full Control" entwickeln sie in den kommenden drei Jahren Untersuchungsverfahren weiter, mit denen man Schwachstellen in komplexen Systemen der Mikro- und Nanoelektronik schnell und effektiv auf die Spur kommt.

Per Handy das aktuelle Fernsehprogramm genießen? Oder einen Song aus dem Internet herunterladen? Dem Handy der Zukunft sind kaum Grenzen gesetzt. Es ist bereits jetzt auf dem besten Weg, sich zum intelligenten persönlichen Assistenten seines Besitzers zu mausern, der viele Funktionen auf immer kleinerem Raum in sich vereint. Dabei geht der Trend in der Herstellung dazu, in einem Gehäuse nicht mehr nur einzelne Mikrochips sondern ganze Systeme dieser Bauteile (so genannte System-in-Package-Lösungen) unterzubringen. Doch damit solche hochkomplexen Systeme auch noch zuverlässig funktionieren, braucht es Verfahren, mit denen man bereits im Fertigungsprozess Fehler aufspüren und analysieren kann. "Diese Prozesskette ist es, die uns besonders interessiert", sagt Prof. Matthias Petzold, Leiter des Leistungsbereichs Diagnose und Bewertung von Mikrosystemen am Fraunhofer IWM in Halle, der das Full-Control-Projekt wesentlich mit initiiert hat.

Der Grund: Bei komplexen Chip-Systemen ist die Fehleranalyse grundsätzlich schwieriger als bei einzelnen Chips. Einerseits bergen sie ohnehin eine höhere Zahl möglicher Fehlerquellen, andererseits ist deren Lokalisierung schwieriger. Dennoch setzen die Hersteller zunehmend auf diese Chip-Systeme, weil man bei Einzelchips an seine Grenzen stößt. "Sie noch kleiner und komplizierter zu machen, geht irgendwann nicht mehr", so Prof. Petzold.

Weil die Entwicklung hin zu immer komplexeren Mikrosystemen auch stärkere Anforderungen an die Mess- und Prüftechnik stellt, sollen im Rahmen von "Full Control" nun neue Lösungen gefunden werden, um die Gerätetechnik besser anzupassen. Einer der verfolgten Ansatzpunkte ist dabei die Anwendung neuer Lasertechnik-Verfahren, die in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des CNES-Instituts in Toulouse entwickelt werden. Damit könnten die Wissenschaftler dann im Handumdrehen in tiefere Regionen eines fehlerhaften Mikrochip-Systems vordringen. Wie das funktioniert? Per Laserstrahl wird ein schneller Zugang zu den zu untersuchenden Stellen im Werkstoff geschaffen. Erst danach wird der Weg frei für ein präzises und empfindliches Verfahren, mit dem man an der eigentlichen Fehlerquelle arbeiten kann: Die fokussierende Ionenstrahltechnik, kurz FIB, genannt.

Diese Technik steht den Wissenschaftlern in Halle seit 1996 zur Verfügung. "Sie funktioniert wie ein winziges Skalpell, quasi ein Nanoskalpell", erklärt Frank Altmann, Leiter des Leistungsbereiches Halbleiterdiagnostik, der am Fraunhofer IWM für die Entwicklung von Analysetechniken verantwortlich ist. Damit kann man im Untersuchungsmaterial hauchdünne Schnitte mit extremer Präzision ausführen. Die Ionen strahlen auf das Material auf und schlagen so die Atome des Werkstoffes heraus. Der Bereich, der so mit dem Ionenstrahl abgetragen wird, ist etwa so groß wie das Zehntausendstel eines Haardurchmessers.

Die jahrelangen Erfahrungen führen nun dazu, dass die Firma Zeiss aus Oberkochen zeitgleich mit dem Projektbeginn am Institutsstandort in Halle eine neue, mehr als eine Million Euro teure Ionenstrahlanlage installiert. "Es wird die derzeit weltweit leistungsfähigste Anlage dieser Art sein", so Altmann. "Innerhalb einer Kooperation wollen wir das Arbeiten mit der FIB für die Fehleranalyse in der Mikroelektronik erproben und weiterentwickeln".

Am Ende des Full-Control-Projekts sollen leistungsfähige Untersuchungsverfahren im Bereich der Diagnostik und Messtechnik zur Verfügung stehen. Prof. Petzold: "Das ist noch immer einer der traditionellen Märkte, auf dem deutsche Unternehmen weltweit führend sind. Mit unserem Projekt wollen wir auch dazu beitragen, diese Position zu sichern und zu stärken."

Thomas Götz | idw
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/

Weitere Berichte zu: Fehleranalyse Fertigungsprozess Mikrosystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie