Fraunhofer IAF erweitert Forschungsinfrastruktur für Halbleiter-Technologien

Das Fraunhofer IAF hat seine hochmoderne Forschungsinfrastruktur für Halbleiter-Technologien um eine neue MOCVD-Halle (vorne) und ein neues Laborgebäude (hinten) erweitert. © Fraunhofer IAF / Fraunhofer IAF has expanded its state-of-the-art research infrastructure for semiconductor technologies with a new MOCVD hall (front) and a new laboratory building (back). © Fraunhofer IAF

Am 30. Juni 2022 wurden die neuen Forschungsgebäude des Fraunhofer IAF feierlich eingeweiht. © Fraunhofer IAF / On June 30, 2022, the new research buildings of Fraunhofer IAF were officially inaugurated. © Fraunhofer IAF

Das Fraunhofer IAF hat seine hochmoderne Forschungsinfrastruktur ausgebaut und die Bedingungen für die Entwicklung zukunftsträchtiger Halbleiter-Technologien weiter verbessert. Mit der Unterstützung des Bundes, des Landes Baden-Württemberg sowie des BMVg wurden ein Laborgebäude und eine MOCVD-Halle gebaut, durch die das Institut seine Aktivitäten in den Bereichen der Optoelektronik, Quantentechnologien und Materialwissenschaften intensivieren kann. Die feierliche Einweihung der Neubauten fand am 30. Juni 2022 statt.

Zwei neue Forschungsgebäude ermöglichen den Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF weiterhin auf dem neuesten Stand der Technik innovative Technologien auf der Grundlage von Verbindungshalbleitern zu entwickeln. Mit dem neuen Laborgebäude für optoelektronische Messtechnik und Quantensensorik sowie der neuen Anlagenhalle für die metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) legt das Institut den Grundstein für die strategische Weiterentwicklung seiner Kernkompetenzen. Die durch Mittel des Bundes, des Landes Baden-Württemberg und des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) finanzierten Neubauten wurden am 30. Juni 2022 feierlich eingeweiht und erfüllen hohe Standards hinsichtlich Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Baudynamik.

Feierliche Einweihung des Laborgebäudes und der MOCVD-Halle

Den großen Mehrwert der Neubauten für das Institut erläutert der Bereichsleiter für Forschungsinfrastruktur, Dr. Martin Walther, wie folgt: »Mit den neuen Laboren stehen unseren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern noch bessere Forschungsbedingungen zur Verfügung. Namentlich die Applikationslabore für Quantensensorik und Laser-Spektroskopie erweitern die Kooperationsmöglichkeiten mit Industrie- und Forschungspartnern signifikant. Durch die neue MOCVD-Halle konnten wir zudem unseren Epitaxie-Anlagenpark vergrößern, das Niveau der Materialqualität und Reproduzierbarkeit weiter erhöhen und zugleich einen deutlich effizienteren Betrieb sicherstellen.« Der geschäftsführende Institutsleiter des Fraunhofer IAF, Prof. Dr. Rüdiger Quay, betont außerdem: »Es freut mich sehr, dass die Gebäude den Anforderungswert der Energieeinsparverordnung (EnEV) übertreffen und CO2-neutrale Bauelemente aufweisen. Das ist ein wichtiges Signal für unser Vorhaben, gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft bis 2030 Klimaneutralität zu erreichen.«

Grußworte im Rahmen der feierlichen Eröffnung sprachen Rüdiger Quay und Freiburgs Baubürgermeister Prof. Dr. Martin Haag. Gemeinsam mit der Geschäftsführerin der Freiburg Wirtschaft Touristik Messe GmbH & Co. KG (FWTM), Hanna Böhme, durchschnitten sie das Band. Zu den geladenen Gästen gehörten neben Vertreterinnen und Vertretern verschiedener Fraunhofer-Einrichtungen Gabriele Rolland aus dem Landtag von Baden-Württemberg, Prof. Dr. Stefan Glunz und Prof. Dr. Frank Balle vom Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH) der Universität Freiburg, Prof. Dr. Jürgen Wöllenstein, JProf. Dr. Matthias Kuhl und Prof. Dr. Stefan Rupitsch vom Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg sowie die Architektin und der Architekt der neuen Gebäude, Ann-Kathrin Goerke und Matthias Solbach.

Optimale Forschungsbedingungen und nachhaltige Bauweise

Im neuen Laborgebäude stehen insgesamt 22 Labore auf 900 m2 Nutzfläche zur Verfügung, die baudynamisch für den Einsatz höchst schwingungsempfindlicher Geräte konzipiert wurden. Sie halten die Schwingungsgrenzwertlinien B und C der sogenannten Vibration Criteria (VC) ein und eignen sich so beispielsweise für den Betrieb von Mikroskopen bis zu 1000-facher Vergrößerung oder Lithographie- wie Inspektionsgeräten mit Strukturbreiten bis 3 beziehungsweise 1 µm. Dies gewährleistet langfristig die Nutzung anspruchsvoller Messtechnik für immer kleiner werdende Strukturen und erlaubt die intensive Erforschung und Entwicklung von Quantensensoren wie Rastersonden-, Weitfeld- und Laserschwellen-Magnetometern sowie laserbasierter Sensorik und innovativer Halbleiter-Laser.

Die neuerrichtete MOCVD-Halle bietet Platz für fünf hochmoderne Anlagen, mit denen das Fraunhofer IAF insbesondere seine epitaktischen Aktivitäten im Bereich der Halbleiter mit hoher Bandlücke ausbauen kann. Zu den vier Bestandsanlagen, die aus dem Reinraum des Hauptgebäudes umgezogen wurden, kam eine neue Anlage speziell für die Abscheidung von Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) mit hohem Aluminiumgehalt. Die neue Anlage erreicht Temperaturen bis zu 1400 °C, was sich positiv auf Kristallqualität und Homogenität auswirkt. Vorteile ergeben sich zudem aus der Ausstattung der Halle, die über autonome regenerative Aufbereitungssysteme verfügt, wodurch energieeffizientere und nachhaltigere Fertigungsprozesse ermöglicht werden.

Mit 388 kWh/(m2a) für das Laborgebäude und 245 kWh/(m2a) für die MOCVD-Halle liegen die Primärenergiebedarfe beider Neubauten unter den EnEV-Anforderungswerten für vergleichbare industrielle Gebäude. Besonders umweltfreundlich sind zudem die in beiden Gebäuden verlegten Fußböden, die nach Ablauf der Nutzungsdauer recycelt werden. Es handelt sich um Beläge aus natürlichen Rohstoffen und deutscher Herstellung, deren gesamter Produktionszyklus eine neutrale CO2-Bilanz aufweist. Allein in der MOCVD-Halle konnten durch die Fußböden 47 t CO2 kompensiert werden.