»Innerhalb der FMD sehe ich das IISB als Spezialist für hocheffiziente Wide- und zukünftig auch Ultrawide-Bandgap-Leistungselektronik. Besonders stolz sind wir auf unsere einzigartige Symbiose aus Halbleitertechnologie, Systemwissen und Anwendungsnähe. Für unsere Kunden und Partner bringen wir Material- und Bauelemente-Knowhow mit komplexer Systementwicklung und künstlicher Intelligenz zusammen. So erschaffen wir die Leistungselektronik der nächsten Generation!«
Prof. Jörg Schulze, Institutsleiter des Fraunhofer IISB
Forschungsgebiete
Materialien
- Kristall- und Energiematerialien
- Materialanalyse
- Anlagensimulation
- Testbauelemente
Halbleiterbauelemente
- Bauelemententwicklung und Design
- Prozessentwicklung
- Prozessierung und Prototypenfertigung (π-Fab)
AVT und Zuverlässigkeit
- Aufbau- und Verbindungstechnik
- Materialien und Prozessierung
- Multiphysik-Simulation
Intelligente Energiesysteme
- Datenanalyse
- Energietechnik
- Industrielle Leistungselektronik
- Batteriesysteme
- DC Netze
- Mittelspannungselektronik
Fahrzeugelektronik
- Antriebsumrichter & Mechatronik
- Batterieladegeräte
- DC/DC-Konverter
- Flugzeugelektronik
Modellierung und künstliche Intelligenz
- TCAD (Technology Computer-Aided Design)
- Lithographie und Optik
- KI-unterstützte Simulation
Halbleitertechnologie
Im Bereich der Halbleitertechnologie bietet das Fraunhofer IISB neben klassischer Bauelementeforschung eine breite Spanne von Dienstleistungen für das Bauelemente-Prototyping, beginnend mit wenigen Prozessschritten bis hin zur Fertigung mit hohen Technologiereifegraden. Unter der hauseigenen Marke π-Fab® werden individuelle Prototypen entwickelt und gefertigt, mit einzigartiger Flexibilität hinsichtlich der Materialien, Prozessschritte, Wafergrößen sowie Ein- und Ausstiegspunkte.
Eine Besonderheit des IISB ist seine durchgängige Produktionslinie zur Prozessierung von individuellen Prototyp-Bauelementen auf Basis von Siliziumkarbid (SiC) und Silizium in einem industriekompatiblen Umfeld, begleitet von einer umfangreichen Analytik und Messtechnik. Kunden und Partner erhalten Zugang zu einer 2-µm-SiC-CMOS-Technologie einschließlich der Fertigung von NMOS- und PMOS-Transistoren, SiC-Bipolarbauelementen, SiC-CMOS-ICs, Sensoren, Detektoren sowie passiven Bauelementen und pn-Dioden für integrierte Schaltungen.
Im Frontend-Bereich kann das Fraunhofer IISB Wafergrößen von 150 mm bis zu 200 mm mit allen gewünschten Prozessschritten bearbeiten, wie etwa Epitaxie, ICP-Trockenätzen, Wachstum von Siliziumdioxid, Aluminiumimplantation bei erhöhter Temperatur, Aktivierungstempern oder leitende Kontaktlegierungen. Im Backend-Bereich bietet das IISB Integrationstechniken und innovative Aufbau- und Systemkonzepte für das Prototyping und die Herstellung neuartiger Modulkonzepte an. So können besonders komplexe und kompakte Aufbauten, stark beanspruchte Spezialanwendungen oder langlebige Leistungselektronikmodule für extreme Umweltbedingungen, z. B. Hochtemperaturelektronik oder für cryogene Umgebungen, umgesetzt werden.
Ein europaweites Alleinstellungsmerkmal ist die 4H-SiC-CMOS-Technologie für die Herstellung integrierter analoger und digitaler Schaltungen auf 150-mm-Wafern, die bei Temperaturen von bis zu ca. 600 °C arbeiten können. Hier sind auch Prozessmodule für Hochvoltbauelemente, Einzeltransistoren und Templates für SiC-Bauelemente, die über CMOS-Schaltungen hinausgehen, verfügbar, z.B. für die Integration von UV- und Temperatursensoren oder von lateralen Hochvolt-Transistoren. Zur Unterstützung des Schaltungsdesigns wird ein Prozessdesign-Kit (PDK) bereitgestellt.
Das Fraunhofer IISB besitzt verschiedene Kristall- und Wafering-Labore, in denen Kristalle und Wafer aus unterschiedlichen Halbleitermaterialien wie SiC, AlN oder GaN hergestellt werden können. Neben einer Advanced-Packaging-Line für Leistungselektronik betreibt das Institut auch ein Umweltlabor zur Prüfung aktiver und passiver Bauelemente speziell für die Anwendungsbereiche Energieübertragung, Mobilität, Aerospace und Industrie.
Mehr InformationenJOINT LABS AM FRAUNHOFER IISB
Mit seinem erfolgreichen Nutzungsmodell der Joint Labs am Fraunhofer IISB hat das das Institut eine weitere, exklusive Möglichkeit für die Kooperation mit der Industrie geschaffen.
In den Joint Labs bearbeiten organisationsübergreifende Entwicklungsteams Kernthemen der Industriepartner, direkt in den Räumlichkeiten des Instituts, das gleichzeitig die notwendige technische Infrastruktur bereitstellt. Die Joint Labs fungieren auch als Demo- und Anwendungszentrum für neu entwickelte Produkte, Werkzeuge und Anlagen sowie als Ausbildungsstätte für umfangreiche Qualifikations- und Trainingsmaßnahmen.
µe-bauhaus erlangen-nürnberg
Mit dem µe-bauhaus haben sich der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente (LEB) der Universität Erlangen-Nürnberg und das Fraunhofer IISB zu einer akademisch-technischen „Meisterschmiede“ zusammengeschlossen. Das µe-bauhaus erlangen-nürnberg überträgt das Lehrkonzept des Bauhauses Weimar-Dessau-Berlin auf die Idee eines „Bauhauses der Mikroelektronik“. Die Umsetzung des Bauhauskonzepts im Reinraumlabor ermöglicht eine enge Verzahnung von technischen und wissenschaftlichen Disziplinen und die gemeinschaftliche gewerbliche, studentische und akademische Ausbildung. In das µe-bauhaus wurde auch die Ausbildung für den Berufszweig Mikrotechnologie integriert, die das Fraunhofer IISB seit vielen Jahren anbietet.
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WISSENSCHAFTLICHE EXZELLENZ
Das Fraunhofer IISB pflegt enge Kooperationen mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, der Universität Bayreuth und der TU Bergakademie Freiberg. Für das Institut arbeiten insgesamt vier Wissenschaftliche Direktoren, die jeweils in Personalunion auch Leiter eines Partnerlehrstuhles oder eines Partnerinstitutes sind.
Mehr InformationenFMD.projekte mit Beteiligung des Fraunhofer IISB
