Entwicklung eines ortsauflösenden IR-Detektors mit lokaler, resistiver on-chip-Sinterung der aus einem Gel elektrophoretisch abgeschiedenen PZT-Dünnschicht

• Applicant: Professor Dr. Oliver Paul
• Subject Area: Microsystems
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5249256

Ortsauflösende Bewegungsmelder besitzen heute ein großes Anwendungspotential. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projektes sollen über eine neue Verfahrensroute entsprechende Sensorarrays direkt auf prozessierten Silizium-Wafern aufgebracht werden, ohne daß es aufgrund der Prozeßtechnik zur Zerstörung der auf dem Chip integrierten Elektronik kommt. Kernstück des Sensors ist eine freigespannte Membran aus den dielektrischen Schichten des CMOS-Prozesses, die das pyroelektrische Sensorarray aus Pb(Zr,Ti)O3(PZT) trägt. In die Membran ist ein Heizdraht aus Polysilizium integriert. Vor dem Aufbringen der Keramikschicht wird die untere Elektrode aus Platin nach Standardverfahren aufgebracht. Das Aufbringen der Keramikdünnschicht auf der Membran erfolgt über einen modifizierten Sol-Gel-Prozess, bei dem das Gel auf der strukturierten unteren Elektrode anodisch abgeschieden wird. Eine nachträgliche Strukturierung der PZT-Schicht mittels Photolithographie und reaktiven Ionenätzens entfällt. Nach dem Ausbrennen der organischen Anteile wird die Schicht direkt auf der Membran keramisiert (on-chip-Sinterung). Als Heizquelle wird dabei der in der Membran integrierte Heizdraht verwendet. Dadurch wird erreicht, daß die integrierte Elektronik nur geringfügig erwärmt und deshalb nicht geschädigt wird. Im letzten Verfahrensschritt wird die obere Elektrode aufgebracht.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr.-Ing. Jürgen Haußelt; Dr.-Ing. Volker Hennige