Fraunhofer IAF breidt onderzoeksinfrastructuur uit voor halfgeleidertechnologieën

Het Fraunhofer IAF heeft zijn geavanceerde onderzoeksinfrastructuur voor halfgeleidertechnologieën uitgebreid met een nieuwe MOCVD-hal (voor) en een nieuw laboratoriumgebouw (achter). © Fraunhofer IAF / Fraunhofer IAF heeft zijn geavanceerde onderzoeksinfrastructuur voor halfgeleidertechnologieën uitgebreid met een nieuwe MOCVD-hal (voor) en een nieuw laboratoriumgebouw (achter). © Fraunhofer IAF

Op 30 juni 2022 werden de nieuwe onderzoeksgebouwen van Fraunhofer IAF officieel ingewijd. © Fraunhofer IAF / Op 30 juni 2022 werden de nieuwe onderzoeksgebouwen van Fraunhofer IAF officieel ingehuldigd. © Fraunhofer IAF

Het Fraunhofer IAF heeft zijn geavanceerde onderzoeksinfrastructuur uitgebreid en de voorwaarden voor de ontwikkeling van toekomstbestendige halfgeleidertechnologieën verder verbeterd. Met de ondersteuning van de federale overheid, de deelstaat Baden-Württemberg en het BMVg zijn een laboratoriumgebouw en een MOCVD-hal gebouwd, waardoor het instituut zijn activiteiten op het gebied van opto-elektronica, quantumtechnologieën en materiaalkunde kan intensiveren. De feestelijke ingebruikname van de nieuwbouw vond plaats op 30 juni 2022.

Twee nieuwe onderzoeksgebouwen stellen de onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF in staat om op de nieuwste technologieën innovatieve ontwikkelingen op basis van verbindingshalgeleiders voort te zetten. Met het nieuwe laboratorium voor opto-elektronische meettechniek en kwantumsensoren, evenals de nieuwe hal voor de metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD), legt het instituut de basis voor de strategische verdere ontwikkeling van zijn kerncompetenties. De nieuwbouw, gefinancierd door middelen van de federale overheid, de deelstaat Baden-Württemberg en het Bundesministerium der Verteidigung (BMVg), werd op 30 juni 2022 feestelijk ingewijd en voldoet aan hoge normen op het gebied van energie-efficiëntie, duurzaamheid en bouwdynamiek.

Feestelijke ingebruikname van het laboratoriumgebouw en de MOCVD-hal

De grote meerwaarde van de nieuwbouw voor het instituut wordt toegelicht door de afdelingshoofd voor onderzoeksinfrastructuur, Dr. Martin Walther, als volgt: »Met de nieuwe laboratoria beschikken onze wetenschappers over nog betere onderzoeksomstandigheden. Vooral de toepassingslaboratoria voor kwantumsensoren en laser-spectroscopie vergroten de samenwerkingsmogelijkheden met industrie- en onderzoekspartners aanzienlijk. Dankzij de nieuwe MOCVD-hal konden we bovendien ons epitaxiepark uitbreiden, de kwaliteit en reproduceerbaarheid van het materiaal verder verhogen en tegelijkertijd een veel efficiënter bedrijf garanderen.« De algemeen directeur van het Fraunhofer IAF, Prof. Dr. Rüdiger Quay, benadrukt bovendien: »Het verheugt me zeer dat de gebouwen de energiebesparingsnormen (EnEV) overtreffen en CO2-neutrale bouwonderdelen bevatten. Dit is een belangrijk signaal voor ons streven om samen met de Fraunhofer-Gesellschaft tegen 2030 klimaatneutraal te zijn.«

Woordvoerders tijdens de feestelijke opening waren Rüdiger Quay en Freiburgs bouwburgemeester Prof. Dr. Martin Haag. Samen met de directeur van de Freiburg Wirtschaft Touristik Messe GmbH & Co. KG (FWTM), Hanna Böhme, sneden zij de lint door. Tot de genodigden behoorden naast vertegenwoordigers van verschillende Fraunhofer-instellingen Gabriele Rolland uit de Landdag van Baden-Württemberg, Prof. Dr. Stefan Glunz en Prof. Dr. Frank Balle van het Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH) van de Universiteit Freiburg, Prof. Dr. Jürgen Wöllenstein, JProf. Dr. Matthias Kuhl en Prof. Dr. Stefan Rupitsch van het Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) van de Universiteit Freiburg, evenals de architect en de architecte van de nieuwe gebouwen, Ann-Kathrin Goerke en Matthias Solbach.

Optimale onderzoeksomstandigheden en duurzame bouwmethoden

In het nieuwe laboratoriumgebouw zijn in totaal 22 laboratoria beschikbaar op 900 m2 bruikbare vloeroppervlakte, die bouwdynamisch zijn ontworpen voor het gebruik van uiterst gevoelige meetapparatuur. Ze voldoen aan de trillingsgrenswaarden B en C van de zogenaamde Vibratiecriteria (VC) en zijn bijvoorbeeld geschikt voor het gebruik van microscopen tot 1000-voudige vergroting of lithografie- en inspectie-apparatuur met structuurbreedtes tot 3 respectievelijk 1 µm. Dit garandeert op lange termijn het gebruik van veeleisende meettechniek voor steeds kleinere structuren en maakt de intensieve studie en ontwikkeling van kwantumsensoren mogelijk, zoals rastersonden-, breedveld- en lasermagnetometers, evenals laser-gebaseerde sensortechnologie en innovatieve halfgeleiderlasers.

De nieuw gebouwde MOCVD-hal biedt ruimte aan vijf uiterst moderne installaties, waarmee het Fraunhofer IAF vooral zijn epitaxieactiviteiten op het gebied van halfgeleiders met een hoge bandgap kan uitbreiden. Naast de vier bestaande installaties, die vanuit de cleanroom van het hoofdgebouw zijn verhuisd, is er een nieuwe installatie speciaal voor de deposition van aluminiumgalliumnitride (AlGaN) met een hoog aluminiumgehalte. De nieuwe installatie bereikt temperaturen tot 1400 °C, wat een positieve invloed heeft op de kristalkwaliteit en homogeniteit. Voordelen ontstaan ook door de uitrusting van de hal met autonome regeneratieve zuiveringssystemen, waardoor energie-efficiëntere en duurzamere productieprocessen mogelijk worden.

Met een primair energieverbruik van 388 kWh/(m2a) voor het laboratoriumgebouw en 245 kWh/(m2a) voor de MOCVD-hal liggen de primaire energiebehoeften van beide nieuwbouwprojecten onder de EnEV-vereisten voor vergelijkbare industriële gebouwen. Vooral de vloeren in beide gebouwen, die na afloop van de gebruiksduur kunnen worden gerecycled, zijn bijzonder milieuvriendelijk. Het betreft afwerkingen van natuurlijke grondstoffen en Duitse productie, waarvan de volledige productieketen een neutrale CO2-balans heeft. Alleen al in de MOCVD-hal konden door de vloeren 47 ton CO2 worden gecompenseerd.