Halvlederindustrien kan spare tid og penge med dansk kvalitetskontrol

Produktion af silicium-wafer til computerprocessorer tager typisk 3-6 uger og koster op til USD 100.000. Det har derfor stor betydning at kunne finde fejl i produktionen så tidligt som muligt. I nyt erhvervspostdoc-projekt skal Capres A/S og DTU Nanotech udvikle mikrochipdesign, der kan indgå i automatiske monitoreringssystemer i produktionsanlæggene.
Halvlederindustrien har en årlig omsætning på mere end 300 milliarder USD. Teknologien udvikler sig med rasende fart, og hvert år investeres omkring 25-30 milliarder USD i ny infrastruktur. Der er i den forbindelse et stadig stigende behov for nye og hurtigere karakteriseringsværktøjer. Inden for produktion af computerprocessorer vinder MRAM (Magnetic Random Access Memory) indpas, da det er en hurtig og energieffektiv hukommelsestype. MRAM er baseret på Magnetic Tunnel Junction (MTJ) stakke, der omfatter en dielektrisk membran mellem to magnetiske lag. Membranen er ultratynd, nogle få snese atomer, og dens kvalitet er kritisk for MTJ-stakkens funktionalitet.
I dag bruger halvlederindustrien typisk halvautomatiske karakteriseringsværktøjer til at måle membranens kvalitet. Der vil dog i den nærmeste fremtid blive behov for fuldautomatiske værktøjer til at udføre målinger direkte i produktionslinjen, efterhånden som brug og produktion af CMOS/MRAM-hybrider bliver mere udbredt. Capres A/S udvikler den slags værktøjer. I dag er levetiden af den mikrochip, som opnår elektrisk kontakt til MRAM-membranen, imidlertid væsentligt kortere, end industrien kræver.
Projektet af to års varighed og med et budget på 1,9 millioner DKK vil fokusere på at undersøge og forstå de fysiske fænomener, som begrænser mikrochippens levetid, og derfra skabe et nyt design til en mikrochip, der tilfredsstiller kundernes behov. Selve mikrochippen vil blive fremstillet hos DTU Danchip, mens Capres A/S vil videreudvikle og stille det nødvendige apparatur for karakterisering af præstationen af det nye design til rådighed.