PaSiC

SiCer-Verbundsubstrate für photoakustische Sensoren

Ansprechpartner

Prof. Jens Müller
Fachgebiet Elektroniktechnologie

Telefon: +49 3677 69-2606
e-mail: jens.mueller@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Projekträger Jülich GmbH

Förderkennzeichen: 03XP0276D

beteiligte Fachgebiete: Elektroniktechnologie

Laufzeit: 01.07.2020 - 31.12.2022

Projektinformation

Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung des 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 organische 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 Funktionen (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.