Heterogeneous integration of a miniature solar cell for autarkic sensors

Abstract
In diesem Beitrag präsentieren wir eine am Fraunhofer IMS entwickelte miniaturisierte Silizium-basierte Solarzelle, die heterogen auf einen CMOS-Chip integriert werden kann. Die Solarzelle wird direkt auf den CMOS-Chip gebondet und dient zur Energieversorgung des Sensors-Systems. Des Weiteren kann die gebondete Solarzelle auch als Chip-Scale-Package für den Sensor genutzt werden. Dadurch lässt sich ein kompakter, kostengünstiger und autarker Sensorknoten mit minimalen Abmessungen realisieren. Die Solarzelle wird mit Hilfe der etablierten Methoden der Halbleiterprozesstechnik gefertigt und mit CMOS kompatiblen Methoden auf ein CMOS-Chip gebondet.

 

In this contribution we present a silicon-based miniature solar cell that can be integrated heterogeneously onto a CMOS chip developed by Fraunhofer IMS. The solar cell is bonded onto the CMOS chip and serves as the electrical power supply of the sensor system. Furthermore the bonded solar cell can be used as a chip-scale-package for the sensor, thereby enabling a compact and cost-effective sensor node having minimal dimensions. The solar cell is manufactured using well-established methods of semiconductor process technology and bonded onto the CMOS chip using CMOS compatible methods.