TU Delft onderzoekt gestapelde IC’s met ASML en Seiko Epson

Technologiestichting STW stelt 1,5 miljoen euro beschikbaar voor een onderzoeksproject naar driedimensionale IC‘s van de Technische Universiteit Delft, ASML en Seiko Epson. De bedrijven brengen samen 550 duizend euro in. Seiko Epson was in 2001 het eerste Japanse bedrijf dat lithografische machines kocht bij zijn huidige researchpartner in Veldhoven.

De Delftse afdeling Micro-elektronica en Computer Engineering van de faculteit EWI gaat binnen het vierjarige project onderzoeken of het mogelijk is om driedimensionale circuits te produceren bij lage temperaturen. ’De huidige methoden berusten op het verwerken van wafers bij hoge temperaturen‘, vertelt projectleider Wim Metselaar van de TUD. ’Ons proces is waarschijnlijk eenvoudiger en heeft deze hoge temperaturen niet nodig.‘ De researchers zullen het onderzoek hoofdzakelijk uitvoeren in het laboratorium van Electronic Components, Technology and Materials (ECTM) van de universiteit. Voor specifieke apparatuur die de TUD niet in huis heeft, wijken ze uit naar de industriële partners.

Het voordeel van driedimensionale circuits is dat ze compacter kunnen zijn. ’Door het stapelen van circuits krijg je een hogere pakkingsdichtheid van transistoren‘, zegt Metselaar. ’Maar door de hoge temperaturen ben je beperkt in de keuze van het dragermateriaal.‘ Het onderzoek is gebaseerd op een lage-temperatuurmethode waar de onderzoeksgroep al aan werkt. ’Daarmee kan je bijvoorbeeld glas of zelfs plastic gebruiken tijdens de fabricage‘, legt Metselaar uit. ’We gaan nu kijken of we de gefabriceerde IC‘s efficiënt op elkaar kunnen stapelen.‘ De basis van de methode is om eerst een dunne laag amorf silicium aan te brengen op een dragermateriaal. Dit kan bij temperaturen onder de 100 graden Celcius. Vervolgens gebruiken de onderzoekers laserpulsen om het silicium plaatselijk te verhitten, waardoor het smelt en herkristalliseert. Dit verandert de elektronische eigenschappen en kan gebruikt worden om patronen aan te brengen. ’Naast de lage temperaturen tijdens de fabricage is één van de essentiële eigenschappen dat het op een grote oppervlakten te gebruiken is, zoals bij TFT-schermen‘, zegt Metselaar.