Ziel der Entwicklung

Mit der Einführung einer Nickel-Dispersionsschicht wurde das Ziel der Temperatursenkung im nachgelagerten Fügeprozess verfolgt. Neben den technologischen Weiterentwicklungen zum Flip-Chip-Thermokompressionsbonden war ein weiteres Ziel des Projektes, die Justagegenauigkeit durch eine Selbstpositionierung (sog. Self-Alignment) zu erhöhen. Die zum Self-Alignment notwendigen Positionierstrukturen (oder Fangstrukturen) sollten mit Verfahren aus der Halbleiterprozessierung hergestellt und so prozessiert werden, dass eine kraft- und/oder formschlüssige sowie elektrisch leitende Fügeverbindung erzielt wird.

Vorteile und Lösungen

In der Projektstufe 1 wurden zunächst Technologieoptimierungen durchgeführt.
Dazu wurde auf vorhandenes Wissen aus den Bereichen:
- Chemisches Nickelbumping kleinster Kontaktstrukturen (gemeinsam mit TU Ilmenau)
- Galvanische Kupfer- und Goldabscheidungen in Lackstrukturen
- Flip-Chip-Kontaktierungen mittels Thermokompressionsbondens
- ICP-Ätzen von Trenches, TSVs
- Kombination aus Trocken- und Nassätzverfahren
aufgebaut und für die Anforderungen, die sich aus der Anwendung, nämlich Photodiodenarrays und Hybriddetektoren ergaben, angepasst.
In der Projektstufe 2 wurden die Technologieoptimierungen zur Montage der Demonstratoren angewendet.

Zielgruppe und Zielmarkt

Mit dem Projekt Smartbond wurden neue Technologien für die Montage beziehungsweise Stapelung von Sensorchips entwickelt. Im Fokus standen dabei geringere Prozesstemperaturen und eine höhere beziehungsweise leichter zu erreichende Präzision der Positionierung. Erforderlich werden solche Techniken insbesondere bei Sensoren, beziehungsweise Detektoren, mit großer Anzahl bei gleichzeitig geringer Größe der elektrischen Anschlüsse oder auch bei Sensoren mit extremen Anforderungen an Ausleseraten und/oder Energieauflösung der Sensorsignale. Dies sind insbesondere Detektoren mit Ortsauflösung durch granulare Gestaltung der aktiven Gebiete – also mit „Pixel-Arrays“. Im Bereich der hochenergetischen Strahlung (Röntgen, Gamma, Elektronen, Ionen und andere hochenergetische Teilchen) werden solche Detektoren üblicherweise auf die zugehörenden Ausleseschaltkreise (ASICs) gestapelt, welche ebenfalls aus einem Array von Signalverarbeitungs-Pixeln bestehen. Niedrigere Temperaturen und eine leichter erreichbare Positionierungsgenauigkeit, wie in Projekt Smartbond verfolgt, erhöhen die Anwendbarkeit solcher Technologien auch für empfindliche Bauelemente und reduzieren die Kosten der Montage.