Der Markt für Drucksensoren hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich positiv entwickelt und lässt auch in Zukunft ein hohes Wachstum erwarten. In dem neu gestarteten Forschungsprojekt MinerVa beschäftigen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des CiS Forschungsinstitutes mit Konzipierung und Aufbau eines Sensormesssystems zur Überwachung des Drucks vakuumführender Prozesse. Dabei liegt der Fokus auf der Entwicklung eines medienresistenten, hochtemperaturfähigen, miniaturisierten und kosteneffizienten MEMS-Pirani-Sensors mit einer Betriebstemperatur von maximal 300°C und einem Messbereich von 1E-05 mbar bis 1 mbar (Fein- und Hochvakuum). Das Sensormesssystem soll dabei als Sandwich aufgebaut und auf ein beheizbares Keramik-Substrat aufgebracht werden. In der Umsetzung der Forschungsidee gilt es verschiedene Herausforderungen zu meistern. Die harschen Umgebungsbedingungen wie Temperaturen und eingesetzte Chemikalien können zu relativ kurzen Lebenszeiten der verwendeten Sensorik führen. Das Vorhaben eröffnet die Chance, ein kompaktes und widerstandsfähiges Sensorelement zu wirtschaftlichen Herstellkosten zu entwickeln.
Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielseitig, beispielsweise bei der Herstellung dünner funktionaler Schichten mittels physikalischer Dampfphasenabscheidung (PVD). Das weit verbreitete Verfahren läuft in dem benannten Druckbereich ab und erfordert hohen Aufwand, eine Prozesskontrolle in unmittelbarer Nähe des Vakuumprozesses oder sogar Prozessmonitoring an verschiedenen Orten in der Prozesskammer durchzuführen.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „MEMS Pirani Sensor für das Fein- und Hochvakuum“ (MinerVa) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF230007
