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Silicon Through holes by Accumulative interplaY of 2 Micron short pulsEs

Projektbeschreibung

Neue Wege für 3D-Siliziumchips bahnen

Moderne Hochleistungselektronik ist auf mikroskopisch kleine vertikale Drähte angewiesen, um gestapelte Chipschichten zu überbrücken. Diese Silizium-Durchkontaktierungen sind jedoch zu einer großen Hürde bei der Fertigung geworden. Der Industriezweig setzt gegenwärtig auf langsame und chemikalienintensive Bohrverfahren, mit denen eine weitere Miniaturisierung der Hardware praktisch unmöglich ist. Das Ziel des EIC-finanzierten Projekts STAY2ME lautet, die Chipfertigung in ein kontaktloses Zeitalter zu überführen. Konkret werden ultrakurze Laserpulse angewandt, um diese kritischen Verbindungen herauszuschneiden. Bei diesem laserbasierten Verfahren wird die Energieakkumulation derart präzise gesteuert, dass tiefer und enger als je zuvor gebohrt werden kann – und das ganz ohne den Einsatz aggressiver Chemikalien. Durch Aufhebung dieser Produktionsgrenzen wird mit der Arbeit von STAY2ME der Weg zur nächsten Generation von 3D-Sensoren und Hochleistungs-KI-Chips gebahnt.

Ziel

At a time when digitalization is omnipresent in our daily lives and silicon-based devices remain a key factor, the demand for high-density interconnections and increasingly compact, reliable electronics is essential for the continued advancement of semiconductor technologies. Through-Silicon Vias (TSV), the vertical interconnects that make true 3D integration possible in CMOS chips, MEMS sensors, and AI hardware play a key role. The STAY2ME project lays the foundation for a radical shift in how silicon structures that drive tomorrow’s technologies can be shaped and connected. Our radically innovative laser-based technology enables non-contact, chemicals-free, high-aspect-ratio micro-drilling within silicon, delivering unprecedented precision without detrimental side-effects in the surrounding material. This will be a game-changer for fabricating TSV. At the core of this innovation is a mJ-energy class laser operating at 2 micrometers in the novel GHz-burst regime, where a rapid train of pulses is delivered in ultrashort bursts. This laser combines the right wavelength with the right pulse dynamics, achieving nonlinear absorption and how energy accumulates in silicon-thus avoiding the laser beam distortion and chaotic energy deposition that plague existing methods. It could outperform the precision, speed and sustainability of Deep Reactive Ion Etching, today’s state-of-the-art for TSVs, and transforms what was once a materials limitation into a design revolution. Understanding and controlling how such a laser interacts with silicon is a breakthrough, opening a fundamentally new regime of laser-based silicon processing which offers unprecedented control over the drilling process. One of the unique strengths of this project lies in its interdisciplinary consortium, bringing together specialists from physics, chemistry, electrical and mechanical engineering, and thus, covering all facets and know-how to successfully carry out the STAY2ME project.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2025-PATHFINDEROPEN

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag
€ 529 332,50
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 715 062,50

Beteiligte (6)