Institut für Mikroelektronik Stuttgart

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Institut für Mikroelektronik Stuttgart
Gründung	18. Juli 1983
Trägerschaft	Stiftung des bürgerlichen Rechts
Ort	Stuttgart
Bundesland	Baden-Württemberg
Staat	Deutschland
Leitung	Joachim Burghartz
Mitarbeiter	> 90 (10. September 2009)
Website	www.ims-chips.de

Institut für Mikroelektronik Stuttgart

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) ist eine als gemeinnützig anerkannte Stiftung nach bürgerlichem Recht in Stuttgart. Es betreibt wirtschaftsnahe Forschung auf dem Gebiet der Mikroelektronik in den Bereichen Silizium-Technologie, anwenderspezifische Schaltkreise (ASIC), Nanostrukturierung und Bildsensorik und engagiert sich in der beruflichen Weiterbildung. Das Institut ist als Mitglied der baden-württembergischen Innovationsallianz Partner zahlreicher kleiner und mittlerer Unternehmen insbesondere in Baden-Württemberg und arbeitet mit internationalen Halbleiterunternehmen und Zulieferern zusammen. Über 90 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten unter der Leitung von Joachim Burghartz auf Gebieten der Mikroelektronik und deren Anwendung in der Praxis.

Unter dem Handelsnamen IMS CHIPS tritt das Institut für Mikroelektronik Stuttgart unter anderem als Hersteller von Mikrochips und als Anbieter von verschiedenen Prozessdienstleistungen auf. Das Institut finanziert sich nach dem „Drittel-Prinzip“, d. h. ein Drittel des Etats muss aus Industrieeinahmen erwirtschaftet werden, ein Drittel aus Fördermitteln der öffentlichen Hand und ein Drittel wird vom Land Baden-Württemberg als Grundzuschuss finanziert.

Geschichte

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart wurde am 18. Juli 1983 auf Veranlassung der damaligen baden-württembergische Landesregierung unter Beteiligung von Unternehmen wie Daimler-Benz, IBM, SEL und Siemens als Stiftung in Stuttgart ins Leben gerufen. Es gehört zu den ersten Instituten, die zu Anfang der 1980er Jahre in Europa gegründet wurden, um die heimischen Industrieunternehmen im Wettbewerb um Anteile am Mikroelektronik-Weltmarkt, insbesondere mit dem aufstrebenden Japan, nachhaltig unterstützen zu können.

Tätigkeitsfelder

Die Entwicklung und Herstellung von Mikrochips des Instituts ist nach der Qualitätsnorm ISO 9001 und der Herstelleranerkennung QC 001002-3 zertifiziert. Das Institut betreibt einen eigenen Reinraum mit 750 m² Fläche und verfügt über die Geräteausstattung zur Bearbeitung von Wafern und zur Herstellung von CMOS- und Bipolar-Schaltkreisen. Wafer können im klassischen Verfahren der Maskenbelichtung aber auch mittels Elektronenstrahl-Direktschreiber strukturiert werden. Das Institut betreibt mit dem Vistec SB352HR einen Elektronstrahlschreiber in der dritten Generation, damit lassen sich Strukturen kleiner 32 nm auf Siliziumwafern und Quarzsubstraten erstellen.

Mikrochips von IMS CHIPS finden sich in verschiedenen Anwendungsbereichen. Typische Anwendungen für die Mixed-Signal-ASICs des Instituts sind die Steuerungs- und Regeltechnik sowie die Sicherheitstechnik. Die Chips steuern Elektromotoren, werten Sensorsignale aus oder dosieren Schmierstoffe und übertragen Daten an Maschinen und Anlagen. ASICs vom Institut für Mikroelektronik Stuttgart sind unter anderem in einfachen Infrarotfernbedienungen, Magnetventilsteuerungen aber auch in komplexen Weltraumanwendungen zu finden, beispielsweise im deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X.

Eine Besonderheit stellen CMOS-Bildsensoren nach dem HDRC-Prinzip dar, die sich aufgrund einer logarithmierenden Pixelzelle durch eine sehr hohe Helligkeitsdynamik von herkömmlichen CMOS-Bildsensoren unterscheiden. Im Bereich des maschinellen Sehens ist das sichere Kamerasystem SafetyEYE der Firma Pilz GmbH & Co. KG ein Beispiel für eine Anwendung eines HDRC-Sensors. Das System beobachtet z. B. Gefahrenzonen in Produktionshallen, wie sie bei Maschinen mit beweglichen oder drehenden Teilen bestehen. Bislang mussten solche Gefahrenzonen, etwa um Industrieroboter, aufwendig mit Absperrzäunen, Lichtschranken und Lichtvorhängen gesichert werden. SafetyEYE, das drei am Institut entwickelte HDRC-Bildsensoren enthält, ist ein von Berufsgenossenschaften zugelassenes Schutzsystem auf Kamerabasis. Es ermöglicht den Verzicht auf mechanische Schutzabtrennungen.

Auch im Bereich Medizintechnik werden ähnliche HDRC-Bildsensoren eingesetzt.^[1] An der Augenklinik der Universität Tübingen wurden solche Bildsensoren von Eberhart Zrenner mehreren Patienten ins Auge implantiert.^[2] Der Bildsensor ist Bestandteil des so genannten Retina-Implantat welches bei bestimmten Erblindungserkrankungen (Retinitis pigmentosa) einen Teil der Sehkraft wieder herstellen soll. Hierzu wandelt ein Bildsensor das Bild an Stelle der Netzhautzellen in elektrische Impulse um und stimuliert die noch intakten Zellen des Sehnervs. Das Gehirn kann nach einigem Training aus diesen Stimulationsmustern wieder einen Seheindruck erzeugen.

Auf dem Gebiet der Nanostrukturierung ist das Institut bei der Entwicklung von neuen Verfahren zur parallelisierten Elektronen- und Ionenstrahllithografie aktiv und war und ist an nationalen und internationalen Forschungsprojekten beteiligt, so z. B. an den Projekten MAGIC^[3] und CHARPAN.^[4] Weitere Schwerpunkte liegen in der Optimierung von Herstellungsverfahren für diffraktive optische Elemente und Stempel, beispielsweise für die Nanoimprint-Lithografie. Traditionell beschäftigt sich das IMS auch mit der Membran- und Stencilmaskentechnologie.

Ein Verfahren zur Herstellung ultradünner Mikrochips^[5] steht im Zentrum der Arbeiten unter den Titeln ChipFilm^[6] und PROMIKRON.^[7] Das Verfahren ermöglicht es, definierte Hohlräume, die von einer Siliziummembran überspannt sind, herzustellen. Auf diesen Membranen lassen sich in herkömmlicher Fertigungstechnik mikroelektronische Schaltungen realisieren. Am Ende der Prozessierung kann die Membran mit einem handelsüblichen Vakuumgreifer vom Wafer abgezogen werden, dabei brechen kontrolliert Ankerpunkte an den Kanten des Hohlraumes und geben den ultradünnen Chip frei. Dieses auch als „Pick, Crack & Place“ bezeichnete Verfahren und die Entwicklung von porösem Silizium sind auch Thema einer Kooperation des Instituts mit der Robert Bosch GmbH.^[8][9]

Weblinks

• Offizielle Homepage
• Förderverein des Instituts
• Sommerkurs Schülerinnen und Schüler machen Chips

Einzelnachweise

1. ↑ Heinz-Gerd Graf, Christine Harendt, Thorsten Engelhardt, Cor Scherjon, Karsten Warkentin, Harald Richter, Joachim N. Burghartz: High Dynamic Range CMOS Imager Technologies for Biomedical Applications. In: IEEE Journal of Solid-State Circuits. 44, Nr. 1, 2009, doi:10.1109/JSSC.2008.2007437 (PDF).
2. ↑ E. Zrenner, R. Wilke, H. Sachs, K. Bartz-Schmidt, F. Gekeler, D. Besch, U. Greppmaier, A. Harscher, T. Peters, G. Wrobel, B. Wilhelm, A. Bruckmann, A. Stett: Visual Sensations Mediated By Subretinal Microelectrode Arrays Implanted Into Blind Retinitis Pigmentosa Patients. In: Proceedings of the 13^th Annual Conference of the IFESS. 2008 (PDF)
3. ↑ MAskless lithoGraphy for IC manufacturing. Abgerufen am 11. September 2009.
4. ↑ Charged Particle Nanotech. Abgerufen am 11. September 2009.
5. ↑ Martin Zimmermann, Joachim N. Burghartz, Wolfgang Appel, Nils Remmers, Christian Burwick, Roland Würz, O. Tobail, M. B. Schubert, Günther Palfinger, J. H. Werner: A Seamless Ultra-Thin Chip Fabrication and Assembly Process. In: Electron Devices Meeting. 2006, ISBN 1-4244-0439-8.
6. ↑ ChipFilm. Abgerufen am 29. Juni 2009.
7. ↑ Promikron. Abgerufen am 29. Juni 2009.
8. ↑ Kooperation bei ultradünnen Mikrochips. Abgerufen am 29. Juni 2009.
9. ↑ Porous Silicon for MEMS Sensors and beyond. (PDF) Abgerufen am 29. Juni 2009.

48.7402599.094736

Koordinaten: 48° 44′ 25″ N, 9° 5′ 41″ O