Ziel der Entwicklung
Miniaturisierte, infrarotsensitive Detektoren werden für kontaktfreie Temperaturmessungen sowie bildgebende und spektroskopische Anwendungen im Spektralbereich von 1 bis 15 µm benötigt.
Ein Ziel des Projekts bestand in der Entwicklung von miniaturisierten Thermopiles, als Einzelelement und als Thermopilezeile. Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Entwicklung von Isothermalthermopiles. Bei diesen sind die Ausgangssignale nicht oder nur in geringem Umfang von der Temperatur und der Temperaturverteilung der Umgebung abhängig.
Vorteile und Lösungen
Zunächst erfolgten thermische und optische Simulationen, um zu ermitteln, welche Signalstärken bei verschiedenen Thermopilegrößen erreicht werden können. Weitere Simulationen untersuchten, wie sich Rahmentemperatur und deren Verteilung auf die Isothermalthermopiles auswirken. Diese Ergebnisse führten zu einer Auswahl geeigneter Chipdesigns für Einzel- als auch segmentierter Thermopiles, die anschließend realisiert und charakterisiert wurden.
Bei den segmentierten Thermopiles konnten die Signale der jeweiligen Elemente (Pixel) einzeln oder separat bestimmt werden. Ebenfalls gelang es, das Ausmaß des Einflusses der technologischen Parameter auf die charakteristischen Kenngrößen der Thermopiles zu bestimmen und damit einen idealen Parametersatz abzuleiten.
Zielgruppe und Zielmarkt
Zielgruppe sind KMU, die sich mit Sensorik, unter anderem Gasmesstechnik beschäftigen. Der Transfer der FuE-Ergebnisse erfolgt in der am CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik etablierten Art und Weise vornehmlich durch Wissenskommunikation und Gesprächen mit Kunden und Interessenten im Rahmen von Messeaktivitäten, Konferenzteilnahmen und Firmenbesuchen, mit dem Ziel, kundenspezifische Entwicklungsprojekte zu generieren. Deren Schwerpunkte liegen aktuell in folgenden Punkten:
– Entwicklung und Herstellung von kundenspezifischen siliziumbasierten MEMS-IR-Komponenten für kundenspezifische Temperatur- und/oder Gassensoren.
– Entwicklung, Anwendung und Vermarktung neuer Technologien für das Erzeugen und Funktionalisieren von Silizium- und Membranstrukturen.