Projektdaten

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SiCer-Verbundsubstrate für photoakustische Sensoren

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Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung der Silicium-Keramik-Sinterverbund-Technologie zu einer industriell breit anwendbaren Technologieplattform zur Realisierung von robusten und miniaturisierten IR Komponenten (IR-Strahlungsquellen und Detektoren) und neuartiger kosteneffizienter Sensoren auf Basis photoakustischer und optischer Prinzipien. Dazu soll der aus vorgelagerten Projekten erzielte Technology Readiness Level (TRL) von 4 schrittweise auf 5-6 angehoben werden. Das Forschungsvorhaben adressiert die Kombination des anorganischen Nichtmetalls LTCC-Keramik, mit dem Halbmetall Silizium für einen gasdichten Verbund ohne bleibende organi-sche Hilfsstoffe. Die gemeinsame Sinterung von Silicium und Glaskeramik ist ein zentrales Alleinstellungsmerkmal. Es ist gelungen, beide Materialien weitgehend druck- und stressfrei durch Sintern miteinander zu verbinden. Dazu ist keine Politur der beiden Partner notwendig, sondern der vorprozessierte Grüntape-Stapel der Keramik wird auf einen vorprozessierten Siliciumwafer auflaminiert und danach gesintert. Das resultierende SiCer-Hybridsubstrat kann – mit angepassten Dünnfilm-Prozessen – weiterverarbeitet werden. Das Silicium steht damit für MEMS-Prozesse zur Verfügung, während die LTCC-Keramik als Träger weiterer Funktio-nen (z.B. Fluidik), als Umverdrahtungsebene und Gehäuse genutzt werden kann. Damit bietet das Hybridsubstrat einerseits ideale Voraussetzungen zur Realisierung optischer Sensorelemente direkt im Siliciumwafer. Andererseits gestattet die Nutzung der LTCC-Keramik als Verdrahtungsebene aber auch die klassische Hybridintegration weiterer Sensor- und Elektronikkomponenten.