Infineon arbeitet mit IMEC an neuen Prozesstechniken

Die Zusammenarbeit von Infineon und IMEC konzentriert sich auf CMOS-Prozesstechnologien zur Fertigung mit Strukturbreiten von 70 nm.

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Von
  • Richard Sietmann

Zur Stärkung seiner technologischen Position intensiviert Chiphersteller Infineon seine Kooperation mit Europas führendem Forschungsinstitut der Mikroelektronik, dem IMEC in Löwen (Belgien). Die Zusammenarbeit konzentriert sich auf CMOS-Prozesstechnologien zur Fertigung mit Strukturbreiten von 70 nm sowie neuartige optische Lithografiesysteme. Weitere gemeinsame Aktivitäten erstrecken sich auf den Entwurf von "Systems-on-Chip" (SoC) und System-Anwendungen für drahtlose lokale Netzwerke (WLAN).

Infineons Partner für Forschung und Entwicklung, das Interuniversity Micro-Electronics Center (IMEC), ist ein unabhängiges Forschungszentrum. Es erzielt mit rund tausend Mitarbeitern einen Umsatz von mehr als 100 Millionen US-Dollar jährlich in der Vertragsforschung mit Unternehmen der Halbleiterindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie öffentlichen Auftraggebern – insbesondere der EU.

Während es nach dem jetzt abgeschlossenen Kooperationsvertrag für die Lithografie darum geht, mit der optischen Belichtungstechnik und Wellenlängen von 157 nm die Grenzen der Strukturierungsmöglichkeiten bis in die Sub-100-nm-Region zu schieben, zielen die Entwicklungen im Rahmen der CMOS-Prozesstechnologien auf die neuralgischen Punkte der nächsten Chipgenerationen. Ein Forschungsprogramm widmet sich den Gate-Dielektrika mit hohen k-Werten (spezifische Dielektrizitäts-Konstante) für Sub-100-nm-Schaltungen, wo das bisher verwendete Siliziumdioxid zur Isolierung der Gate-Elektroden der Transistoren auf den Chips bei der weiteren Strukturverkleinerung an physikalische Grenzen stößt. In einem zweiten Programm werden Weiterentwicklungen zur Kupfer-Verdrahtung auf den Chips durchgeführt, wo es zur Verbesserung des Signalverhaltens bei den kleineren Dimensionen wiederum auf Isolationsschichten mit niedrigem k-Wert ("Low-k-Dielectrics") ankommt. Daneben arbeiten Infineon und IMEC an der Optimierung von Siliziden und an neuartigen Konzepten zur Reinigung der Wafer zwischen den einzelnen Verarbeitungsschritten.

Zudem wollen beide Partner verstärkt die Möglichkeiten der CMOS-Standardtechnologie mit "Systemen auf dem Chip" ausreizen. Der Bedarf an Bausteinen mit nichtflüchtigen Speichern wächst, die sich Daten auch bei abgeschalteter Stromversorgung merken und daher besonders für portable Endgeräte wie Handys oder PDAs unentbehrlich sind. Hier sind Flash-Speicher eine attraktive Technologie, weil das Prozessieren dieser Bausteine in einem zusätzlichen Modul kompatibel zu CMOS-Linien erfolgen kann. Dieser Ansatz mit eingebetteten nicht-flüchtigen Speichern soll nun auch in den tiefen Submikron-Bereich ausgedehnt werden. Die gemeinsame Forschung und Entwicklung konzentriert sich daher auf Fragen der Skalierung von Flash-Speicherzellen wie der Zuverlässigkeit derart verkleinerter Strukturen, widmet sich daneben aber auch der Untersuchung innovativer Konzepte wie der Multi-Level-Schemata und Dual-Bit-Zellen.

Der Trend zum "System auf dem Chip" stellt größere Anforderungen an die Entwurfsmethoden. Hierzu gehört insbesondere das Co-Design von Hard- und Software. In diesem Bereich wollen Infineon und IMEC die anwendungsspezifischen Design-Abläufe mit der objektorientierten Modellierung in C++ verbessern. Als erstes Anwendungsgebiet der gemeinsam entwickelten Methodik ist die Breitbandkommunikation vorgesehen. Daneben beteiligt sich Infineon auch am IMEC-Programm zum System-Design von drahtlosen lokalen Netzen.

Die Zusammenarbeit, unterstreicht Franz Neppl, Senior Vice President der Entwicklung bei Infineon, die strategische Bedeutung des Outsourcing von Forschung und Entwicklung, "bringt Kompetenz und Know-how verschiedener Partner zusammen – das reduziert die Kosten, mildert das Entwicklungsrisiko und verkürzt die Zeit zur Marktreife". (Richard Sietmann) / (jk)