Nanomechanik und Zuverlässigkeit für die Mikroelektronik

Neue Materialien und verbesserte Technologien sind Voraussetzung dafür, dass mikroelektronische Komponenten auch zukünftig kleiner, leistungsstärker und gleichzeitig zuverlässiger werden. Die Arbeitsgruppe »Materialien und Zuverlässigkeit für die Mikroelektronik« am Fraunhofer IKTS ist in den Bereichen der Halbleiter-, Consumer- und Automobilelektronik weltweit führend auf dem Gebiet der mikro- und nanomechanischen Materialcharakterisierung sowie der komplexen Zuverlässigkeitsanalyse.

Ein umfassendes Verständnis von Materialien und Herstellungstechnologien ist Grundlage für die Arbeit der Gruppe. Mit geeigneten Charakterisierungsmethoden werden physikalische Degradationsmechanismen (Stressmigration, Electromigration, Time Dependent Dielectric Breakdown) zeit- und ortsaufgelöst aufgeklärt. Ermittelte Kennwerte dienen als Grundlage für Modellierung und Simulation und fließen direkt in eine multiskalige Materialdatenbank für verschiedenste Werkstoffklassen im Mikro- und Nanobereich ein. Dafür steht modernste technische Ausstattung für die Mikro- und Nanoindentation, In-situ Indentation (SEM, TEM), Adhäsionsmessung, Vier-Punkt Biege-Methode (Four-Point-Bending-Test) sowie Doppelbalken-Methode (Double-Cantilever Beam-Technik) am Fraunhofer IKTS zur Verfügung. Unter Berücksichtigung des Aufbauprozesses komplexer elektronischer Systeme werden limitierende Faktoren auf Nanoebene charakterisiert, beschrieben und für die Optimierung von Zuverlässigkeit und Lebensdauer genutzt.

Das Fraunhofer IKTS bietet in enger Zusammenarbeit mit dem Dresdner Fraunhofer-Cluster Nanoanalytik (DFCNA) und dem Dresden Center for Nanoanalysis (DCN) an der Technischen Universität Dresden eine einmalige Fülle an technischer Infrastruktur, methodischem Wissen und langjähriger Erfahrung. Neben führenden Herstellern aus der Halbleiterindustrie kooperiert die Arbeitsgruppe im Rahmen nationaler und internationaler Projekte mit Forschungseinrichtungen weltweit, um mit ihrem Know-how auf Nanoebene verbesserte Produkte auf Makroebene zu ermöglichen.