Entwicklung einer neuen Generation optischer MEMS-Bauelemente

STMicroelectronics nimmt eine führende Rolle im Projekt Lab4MEMS II einn. Es handelt sich dabei um eine Erweiterung des existierenden, im April 2013 angekündigten Lab4MEMS-Projekts. Schwerpunkt von Lab4MEMS II sind MOEMS-Bauelemente (Micro-Opto-Electro-Mechanical Systems), die MEMS-Technik und Mikrooptik kombiniert, um optische Signale mithilfe mechanischer, optischer und elektrischer Systeme zu erfassen oder zu manipulieren. Das ursprüngliche Projekt wahrt parallel dazu seine Ausrichtung auf die Entwicklung einer Pilotfertigung für MEMS-Komponenten der nächsten Generation, die durch fortschrittliche Technologien wie piezoelektrische oder magnetische Materialien und 3D-Packaging aufgewertet werden. Ebenso wie das Schwesterprojekt wird auch Lab4MEMS II vom European Nanoelectronics Initiative Advisory Council (ENIAC) Joint Undertaking (JU), einer öffentlich-privaten Partnerschaft im Bereich der Nanoelektronik, ins Leben gerufen. Lab4MEMS II ist ein Projekt mit einem Budget von 26 Mio. Euro und 20 Partnern aus Industrie, Wissenschaft und Forschung, die sich auf neun europäische Länder verteilen. Gestützt auf das etablierte Fundament und den Erfolg des ersten Lab4MEMS-Projekts, setzt die Ergänzung auf ST als koordinierenden Partner, der sein gesamtes Spektrum an Produktions-, Technik- und Organisationskompetenz einbringt, um die europäischen Anstrengungen zur Sicherung der Spitzenstellung auf dem aussichtsreichen MOEMS-Sektor zu dirigieren. Mit nahezu 100.000 Patenten im Zusammenhang mit der MEMS-Technik, mehr als acht Milliarden verkauften Bauelementen sowie umfangreichen eigenen Produktions-Ressourcen mit einem derzeitigen Ausstoß von über 4 Millionen MEMS-Bauelementen pro Tag ist ST der ideale Kandidat für die Leitung der europäischen MEMS-Forschungsinitiativen. Das Projekt Lab4MEMS II konzentriert sich auf das Design, die Herstellung und das Testen einer Vielzahl von Bauelementen, die optische Schalter, Mikrospiegel-Arrays, optische Cross-Connects, Laser und Mikrolinsen enthalten. Dabei werden Mikrooptik-Verfahren und standardmäßige Mikrobearbeitungs-Verfahren für die Miniaturisierung und den Bau hoch entwickelter optischer Systeme eingesetzt. Die MOEMS-Technik ist die ideale Plattform für hochwertige kommerzielle Produkte der Zukunft, wie etwa für optische Schalter, Mikrospiegel-Bauelemente und dynamische Displays sowie bistabile Bauelemente und optische Verschlüsse. Letztere eignen sich für Mikroprojektoren, Laser-Mikroscanner, eine neue Generation von Mensch-Maschine-Schnittstellen sowie Mikro-Spektrometer. Zu den Zielen des Projekts gehören die Optimierung der Produktion von doppelten einachsigen Spiegeln sowie die Erforschung von Möglichkeiten zur Entwicklung des zweiachsigen Einzelspiegels. Lab4MEMS II ist ein Key Enabling Technology (KET) Pilot-Line Projekt, das von der ENIAC JU mit der Entwicklung von Technologien und Anwendungsgebieten mit entscheidenden gesellschaftlichen Folgewirkungen beauftragt wurde. „Die Forschungs-Agenda der ENIAC JU entspricht auf perfekte Weise den Werten und den Bemühungen von ST, die Lebensqualität der Menschen zu verbessern“, sagt Roberto Zafalon, European Programs Manager, R&D and Public Affairs bei STMicroelectronics. „MOEMS ist eine vielversprechende Multi-Feature-Technologie zur Miniaturisierung kritischer optischer Systeme, die der Gesellschaft, den Mitgliedern des Konsortiums und den Stakeholdern – darunter auch die ENIAC-Mitgliedsstaaten – zugutekommen, indem sie wertvolle wissensbasierte Arbeitsplätze schaffen, den langfristigen Wohlstand steigern und den Weg für Produkte ebnen, von denen die Gesellschaft profitiert.“ Die Pilotfertigung für Lab4MEMS II wird die bereits in Betrieb befindliche 200-mm-Waferfertigungsstätte von ST in Agrate Brianza für noch größere Stückzahlen erweitern und das Portfolio außerdem durch optische Technologien ergänzen. Darüber hinaus wird sie das Know-how im Bereich dieser strategischen Schlüsseltechnologien stärken und wissenschaftliches Können mit der Fähigkeit kombinieren, eine breite Palette intelligenter Mikro- und Nanosysteme auf Silizium zu entwerfen und zu produzieren. Ungeachtet dessen wird das Projekt auch die potenziellen Vorteile und Auswirkungen einer künftigen Umstellung auf 300-mm-Wafer ausloten. Bei ENIAC JU handelt es sich um eine öffentlich-private Partnerschaft, an der neben den ENIAC-Mitgliedsstaaten auch die Europäische Union und die Association for European Nanoelectronics Activities (AENEAS) beteiligt sind. Die Organisation steuert derzeit einen Betrag von rund 1,8 Mrd. Euro zu den Kosten der F&E-Projekte bei, die im Rahmen eines Wettbewerbs aus den Einreichungen zu einem Call for Proposals hin ausgewählt werden. Das von ST koordinierte Projekt Lab4MEMS II wurde im Herbst 2013 für die Finanzierung gewählt und nahm im November 2014 seine Arbeit auf. Neben ST sind am Projekt Lab4MEMS II die folgenden Partner beteiligt: das Politecnico von Turin und Mailand, das Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica, CNR-IMM MDM, Commissariat Al Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives, ARKEMA SA, die Universität Malta, Okmetic Oyj, MURATA Electronics, VTT Memsfab Ltd, Teknologian tutkimuskeskus VTT, die Aalto University, KLA-Tencor ICOS, die Polytechnische Universität Bukarest - CSSNT, das Instytut Technologii Elektronowej in Warschau, Stiftelsen SINTEF, Polewall AS und die Besi Austria GmbH.