Ultradünne Chips

Ultradünner Mikrochip: Dicke 20 µm

Mit der von IMS CHIPS, patentierten und inzwischen in Kooperation mit der Robert Bosch GmbH, weiterentwickelten Chipfilm™-Technologie ist die Herstellung ultradünner, mechanisch flexibler Chips möglich.

Die Chipfilm™ Technologie

Diese Technologie zeichnet sich dadurch aus, dass vor der CMOS Fertigung vergrabene Kavitäten im Siliziumsubstrat erzeugt werden.
Die Tiefe der Kavität legt die Chipdicke der ultradünnen Chips fest. Dazu werden in diesem Vorprozess auf den Scheiben p-Gebiete in der Größe der zu prozessierenden Chips strukturiert. In dem folgenden anodischen Ätzprozess mit einer HF/Isopropanol-Ätzlösung entstehen mit einem zweistufigen Ätzprozess in diesen p-Gebieten grob- und feinporöse Siliziumschichten, während die n-dotierten Gebiete nicht von der Ätzlösung angegriffen werden. Bei der anschließenden Temperung bilden sich aus dem grobporös geätzten Silizium Kavitäten in Chipgröße.

Das feinporös geätzte Silizium erhält die Strukturinformation des Siliziumeinkristalls, so dass Silizium der gewünschten Chipdicke und Dotierung epitaktisch aufgewachsen werden kann. Die so vorprozessierten Chipfilm™-Substratwafer können anschließend den CMOS Prozess ohne Änderungen gegenüber einem Prozess auf Standardwafern durchlaufen, denn die vergrabenen Hohlräume verändern die Eigenschaften der Wafer praktisch nicht.

Pick, Crack & Place™

Ultradünne Chips sind äußerst biegsam, die Chipdicke im Bild oben beträgt 18 µm

Mit einem Trenchätzprozess werden nach Abschluss der Fertigung die einzelnen Dies bis auf wenige Haltestrukturen freigeätzt. Nach erfolgreichem Funktionaltest können so die funktionsfähigen Bausteine mit einem Pick & Place Tool abgehoben werden, wobei die Haltestrukturen brechen und den Chip freigeben.

Charakterisierung ultradünner Chips

Für den Einsatz in flexiblen Substraten müssen die Schaltungen auch im verbogenen Chip funktionieren. Die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften von Transistoren und komplexen Schaltungen auf gebogenen Chips ermöglicht das Verständnis der Einflussgrößen und erlaubt die Erstellung von Regeln für den Schaltungsentwurf. Das Bild unten zeigt einen 20µm dünnen Chip, der auf einem Foliensubstrat montiert ist, bei der Messung der Transistoreigenschaften im gebogenen Zustand.

Weitere Informationen finden sie im PDF "Die Chipfilm™-Technologie – Herstellung ultradünner Siliziumchips mit Hilfe vergrabener Hohlräume in Siliziumwafern"

Messung der elektrischen Funktionen gebogener Chips

Kontakt

Für weitere Informationen steht ihnen Christine Harendt zur Verfügung.