Dreidimensionale Systemintegration:Technologische Entwicklung und Anwendung

Die Entwicklung der integrierten Schaltungen („ICs“), seien es nun Mikroprozessoren oder anwendungsspezifische Schaltungen, hat mit steigender Funktionsdichte auch erhöhte Verdrahtungslängen zur Folge. Um die erhöhten Anforderungen diesbezüglich zu erfüllen, müssten im Prinzip die lateralen Geometrien der Leiterbahnen reduziert werden. Für einen gleichbleibend niedrigen Widerstand hingegen, muss sich im gleichen Zug das Aspektverhältnis der Metallisierungen erhöhen, was zu höheren Anforderungen an die Herstellungstechnologie führt. Eine Abhilfe hierzu kann z.B. eine dreidimensionale Integrationstechnologie bieten. Diese bietet die Möglichkeit Schaltungen und Sensoren übereinander zu Stapeln und mit elektrischen Verbindungen zu versehen. Diese Verbindungen haben im Gegensatz zu Verbindungen in herkömmlichen zweidimensionalen Systemen den Vorteil dass sie kürzer und dadurch mit weniger Verlusten behaftet sind. Zusätzlich bietet die 3D-Anordnung Vorteile bezüglich der Grundfläche solcher Systeme und der einfachen Kombinierbarkeit von Modulen die auf verschiedenen Materialsystemen beruhen. Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung einer 3D-Integrationstechnologie auf Siliziumbasis. Wichtige Eigenschaften eines solchen Systems werden charakterisiert und eine Erweiterung der Technologie auf andere Materialsysteme am Beispiel eines diamantbasierenden UV-Sensors als Anwendung gezeigt.