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4 Zoll-GaAs-Prozesslinie fuer Mikrowellen-Leistungstransistoren im Ferdinand-Braun-Institut (FBH) installiert
Einzigartig ist die Flexibilitaet der Galliumarsenid (GaAs)-Prozesslinie des Berliner Ferdinand-Braun-Instituts (FBH). Weltweit erstmals ist eine erstklassige und durchgaengige Chipfertigung auf Substratdurchmessern von 2 Zoll bis 4 Zoll ohne Umbauten moeglich. Entsprechend intensiv sind die Nachfragen von Partnern aus Industrie und Forschung nach Kooperationen.
Das Institut mit Sitz in Berlin-Adlershof (130 Mitarbeiter, davon 65 Wissenschaftler) betreibt industrienahe Forschung in der Mikrowellentechnik und Optoelektronik. Seine Ergebnisse finden Anwendung in der Mobilkommunikation, in der Sensorik fuer Verkehr und industrielle Fertigung sowie bei Halbleiterlasern fuer die Materialbearbeitung, Medizintechnik und Praezisionsmessteschnik.
Handymarkt expandiert Der Markt fuer Mobiltelefone expandiert weltweit mit sehr hohen Zuwachsraten. Menschen mit Handys am Ohr gehoeren inzwischen auch in Deutschland zum Strassenbild. Nach der Liberalisierung der Kommunikationsmaerkte wird dieser Trend weiter zunehmen. In sehr kurzen Zyklen sind die Geraetehersteller zur Entwicklung von neuen und kostenguenstigen Handys hoher Funktionalitaet gezwungen. Auch miniaturisierte Handtelefone mit kleinen und leichten Akkus sollen lange Sprechzeiten ermoeglichen. Zur Energieeinsparung muessen dazu in der Endstufe des Hochfrequenz-Senders neuartige Mikrowellen-Schaltkreise mit hohem Wirkungsgrad eingesetzt werden. Aus physikalischen Gruenden realisiert man diese Hochfrequenz -Endstufen auf der Basis von Galliumarsenid-(GaAs-) Bauelementen. Im Augenblick wird sehr intensiv an der Entwicklung von Galliumarsenid-Heterojunction Bipolar Transistoren gearbeitet, die sich durch sehr hohe Leistungsdichten und Wirkungsgrade ueber 60 Prozent auszeichnen. Damit koennen kompakte Mikrowellenschaltkreise auf kleiner Chipflaeche realisiert werden, so dass eine kostenguenstige Fertigung moeglich wird.
Bis an eine Grenze der heutigen GaAs-Technologie Das FBH hat in enger Abstimmung mit seinen Industriepartnern die ehrgeizige Aufgabe uebernommen, neue Technologie-Konzepte fuer die vielversprechenden Galliumarsenid-Heterojunction Bipolar Transistoren zu untersuchen und in industrierelevanter Form technologisch umzusetzen. Dies erfordert eine mit industriellen Prozesslinien vergleichbare Ausruestung. Die zu erwartende Massenherstellung ist nur mit grossen Waferabmessungen wirtschaftlich durchfuehrbar. Fuer die Galliumarsenid-Technologie am FBH erzwingt dies den Uebergang zum Einsatz von Wafern mit Durchmessern von 4 Zoll (100mm). Diese Wafergroesse stellt bei der Kristallherstellung, beim Wachstum epitaktischer Schichten und bei der Prozessierung voellig neue technologische Anforderungen bezueglich Homogenitaet und Reproduzierbarkeit der Prozessparameter. Das FBH wagt sich damit an eine Grenze der heutigen GaAs-Technologie. Aehnliches wird in Deutschland nur noch bei Siemens in Muenchen und bei der Fraunhofer-Gesellschaft in Freiburg durchgefuehrt. Zur Einfuehrung der 4 Zoll-Technologie wurden am FBH im letzten Jahr erhebliche Anstrengungen unternommen. Nach der Inbetriebnahme eines 4 Zoll-Produktionsreaktors fuer die Metallorganische Gasphasenepitaxie wurde die gesamte Prozesslinie, auf der bisher Wafer mit Durchmessern von 2 Zoll und 3 Zoll bearbeitet werden konnten, auf 4 Zoll erweitert und stark automatisiert, ohne die Bearbeitungsmoeglichkeiten fuer Substrate mit kleineren Durchmessern oder Bruchstuecke zu beeintraechtigen. Da moderne Bauelemente wie Heterojunction Bipolar Transistoren extrem hohe technologische Anforderungen stellen, u.a. an die Praezision von Strukturuebertragung und Justagetoleranz waehrend der Prozesse, waren bedeutende Investitionen, vor allem im Bereich der Lithographie erforderlich. So verfuegt das FBH jetzt fuer die Projektionslithographie ueber einen i-line Waferstepper der japanischen Firma NIKON im Wert von 4,2 Mio. DM. Er justiert und belichtet Chips in rasender Geschwindigkeit automatisch mit einer Genauigkeit besser als 100 Nanometer (nm). Durch die Wellenlaenge von 365 nm (i-line; eine der Spektrallinien von Quecksilberdampflampen) bei der Belichtung und durch die ausgekluegelte Optik des Geraets ist eine Aufloesung von Strukturen unter 0,4 Mikrometern (µm) garantiert. Durch die zusaetzliche Installation einer automatischen Prozessstrasse fuer das Aufschleudern und Entwickeln der Fotolacke konnte der Waferdurchsatz um ein Vielfaches gesteigert werden, so dass nun die Voraussetzungen zur Fertigung von Kleinserien und Prototypen auf Waferdurchmessern von 2 Zoll bis 4 Zoll gewaehrleistet sind.
Das FBH gehoert zum Forschungsverbund Berlin. Es ist Mitglied in der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz (WGL), deren Einrichtungen vom Bund und den Laendern je zur Haelfte finanziert werden.
Das FBH kooperiert mit einer Reihe namhafter Firmen wie Bosch Telecom, Daimler Benz, Jenoptik, Siemens, SEL Alcatel und Temic sowie mit klein- und mittelstaendischen Unternehmen.
Ansprechpartner: Dr. Joachim Wuerfl, FBH, Tel.: 6392-2690; Fax: 6392-2685 e-mail wuerfl@fbh-berlin.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Es wurden keine Arten angegeben
Deutsch
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