Das gestartete Forschungsprojekt UDM zielt auf die Entwicklung und Prototypen-Fertigung von piezoresistiven Absolut-Drucksensoren mit ultrakleinen Abmessungen, aber dennoch sehr hohen Empfindlichkeiten auf der Basis von einkristallinen MSTS-Membranen.
Basis hierfür bildet eine im CiS Forschungsinstitut entwickelte MSTS-Membran-Technologie. Dabei werden zunächst Locharrays mit einem Durchmesser bzw. Abstand von jeweils < 1 µm sowie einer Tiefe von etwa 8 µm in den Wafer geätzt. Durch einen nachfolgenden Hochtemperaturschritt bei rund 1150°C unter reduzierender H2-Atmosphäre lagern sich die Oberflächenatome so um, dass zu Beginn die Löcher verrunden bis sich deren Oberfläche schließt und sich später diese Einzelhohlräume zu einem großen Hohlraum verbinden. Es entsteht dadurch eine defektfreie, einkristalline Silizium Membran.
Diese MSTS-Technologie wird im Projekt weiter optimiert und zu kundenspezifischen Sensorapplikationen ausgebaut. Die angestrebten ultrakleinen Absolut-Drucksensoren sollen in etwa Kantenlängen von 500 µm aufweisen, für einen Druckbereich von ca. 1 bar ausgelegt werden sowie eine Auflösung von etwa 1 Pa erreichen, was einer Höhendifferenz von ca. 10 cm entspricht.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „Ultrakleine Drucksensoren auf der Basis von MSTS-Membranen“ (UDM) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF230075
