Der stetig zunehmende Bedarf an mehr IT-Sicherheit, höherer und schnellerer Rechenleistung sowie Datenübertragung sind Antrieb für Weiterentwicklungen von Information- und Kommunikationstechnik sowie industriellen Anwendungen. Diese erfordern eine hohe Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit. Sensoren basierend auf Quantentechnologie können diese Anforderungen besser erfüllen und werden beispielsweise in der Quantenkryptographie, der Fluorenzmikroskopie oder der lichtgestützten Objekterkennung und Abstandsmessung (LIDAR) angewandt. Hier werden vorwiegend Superconducting Nanowire Single Photon Detectos (SNSPD) eingesetzt, die zudem eine sehr hohe Detektionsempfindlichkeit aufweisen. Für einen alltäglichen Einsatz benötigen diese Systeme noch viel Entwicklungsaufwand, unter anderem in der Miniaturisierung der Kontroll- und Ausleseeinheiten sowie eine angepasste Aufbau- und Verbindungstechnik.
Eine entsprechende Miniaturisierung ist durch die 2.5D- und 3D-Integration von Sensorelementen zur Umsetzung eines möglichst platzsparenden Packages mit hoher Integrationsdichte realisierbar. Das neue Forschungsvorhaben SAIn (Self-adjusting cryogenic Indium Interconnection) verfolgt das Ziel eines selbstjustierenden Chip Level Package mit einer Justage-Genauigkeit von ±1µm und besser. Es beinhaltet die Entwicklung des Galvanik-Prozesses für die Indium-Abscheidung zur Erzeugung der Indium Kontakte sowie des Reflow-Prozesses zum Umschmelzen der abgeschiedenen Indium-Säulen zu Indium-Bumps. Die hier verfolgten Technologieentwicklungen liefern die Grundlagen, um Arrays fasergekoppelter SNSPDs in kompakter Bauform zu realisieren für vielfältige Anwendungen, beispielsweise in der medizinischen Diagnostik.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Self-adjusting cryogenic Indium Interconnection“ (SAIn) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49VF240014
