Ziel der Entwicklung
Zielstellung des vorliegenden Vorlaufforschungsvorhabens war es, die anspruchsvolle Basistechnologie zur Migration von Silizium Mikrostrukturen auf die CiS-Ausrüstungsbasis zu transferieren. Die wesentlichen Prozessschritte waren dabei, die Sub Mikrometer Photolithographie Strukturierung mittels Laserdirektbelichtung. Darauf folgend die Präzision Silizium Tiefenätzung mittels Inductively Coupled Plasma Deep Reactive Ion Etch Verfahren. Ebenso die Hochtemperatur Wasserstoff Annealing mittels Rapid Thermal Process Ofen zu entwickeln und zu einer stabilen Prozesskette auszubauen.
Vorteile und Lösungen
Perspektivisch soll das Migration von Silizium Mikrostrukturen Verfahren mit verschiedenen im CiS Forschungsinstitut verfügbaren beziehungsweise noch neu zu entwickelnden Technologien, zu komplexeren Herstellungsprozessen kombiniert werden. Einige dieser Technologien sind zum Beispiel piezoresistive Widerstände, kapazitive Anordnungen wie beispielsweise Drucksensoren und impedimetrische Sensoren. Auch als Technologie zu nennen sind von negativ zu positiv Wechselnde Übergänge wie Photodioden oder arrays und Strahlungsdetektoren. Weitere Beispiele sind visuelle Bereiche oder Infrarotstrahlungen optischer Bauelemente wie Linsen und Gitter. Auch Photonische Kristalle und Spiegel gehören dazu. 3D-Strukturierungen wie Wafer Level Packaging, Interposer und Strahler Empfänger sind ebenso neue Technologien als auch Through Silicon Vias . Abschließend sind gleicherweise zu nennen Resonante oberflächennahe Strukturen, Silicon on Isolator-Strukturen wie zum Beispiel Photodioden oder arrays, Photomultiplier und Piezoresistive Hochtemperatur Sensoren ohne von positiv zu negativ wechselndem Übergang. Auch Ultradünne Einzelchips gehören zu den Technologien, woraus neuartige, so derzeit nicht verfügbare Micro-Structure Transformation Konzepte entstehen. Es gelang mittels Laserdirektbelichter strukturierte und durch Inductively Coupled Plasma Deep Reactive Ion Etching präzisionsgeätzte Locharrays in einem neuen Rapid Thermal Process Ofen unter Wasserstoff Atmosphäre so umzuorientieren, dass sich eine defektfreie, einkristalline Silizium Membran ausbildete. Zudem wurde nachgewiesen, dass die Technologie grundsätzlich auch mit einfacherem Equipment wie Laserdirektbelichter und Labor Rapid Thermal Process Ofen, statt mit kostenintensiven Geräten wie Stepper und Epitaxieofen möglich ist. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Technologie für die Entwicklung innovativer Sensorkonzepte neue Funktionalitäten liefert. Im nächsten Schritt können die Demonstratoren prozessiert werden. Die Untersuchungen bilden eine Basis, das Micro-Structure Transformation of Silicon Verfahren auch für Kleine und Mittlere Unternehmen zugänglich zu machen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Verwertungspotentiale durch die Nutzung der Micro-Structure Transformation of Silicon Technologie ergeben sich perspektivisch insbesondere in der Möglichkeit technologische Features darstellen zu können, wie die Herstellung dünnster Membranen zum Beispiel für extrem kleine Drucksensoren, Dehnmessstreifen und Resonante Sensoren. Ebenso in Silicon on Insulator Bereichen unter anderem für Hochtemperatur Drucksensoren, Laterale von positiv zu negativ wechselnden Übergängen und Temperaturdioden. Auch die Vergrabene Dotierungen zum Beispiel für Photodioden und Kapazitive Anordnungen gehört dazu. Diese Features können in vielfaltigen Anwendungen der Sensorik angewandt werden, beispielsweise in der Medizin, der Energieerzeugung sowie Mobility.
