CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH


Konrad-Zuse-Straße 14
99099 Erfurt

Geschäftsführer: Prof. Dr. Thomas Ortlepp

Telefon: 0361 6631410
Telefax: 0361 6631413
E-Mail: info@cismst.de
Internet: http://www.cismst.de

Geförderte Projekte: 37


Prozessbegleitende Diagnoseverfahren für Silizium-basierte MEMS (PDV)


Testanordnung Druckdose zur Ermittlung mechanischer, optischer und elektrischer Parameter unter verschiedenen Belastungszuständen
Testanordnung Druckdose zur Ermittlung mechanischer, optischer und elektrischer Parameter unter verschiedenen Belastungszuständen

Projektidee

Die Zielstellung des Vorhabens besteht in der Suche nach geeigneten Verfahren zur Aufklärung der Wirkungsmechanismen, die bei Kurz- und Langzeittest unter variablen Bedingungen zu Veränderungen der Bauelementekenngrößen, insbesondere und letztendlich zu einer Drift der Offsetspannung an siliziumbasierten, piezomechanischen Wandlern führen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf festkörperanalytischen Verfahren, die mit Messungen von elektrischen Parametern an geeigneten Teststrukturen und unterschiedlich prozessierten MEMS-Bauelementen korreliert werden sollen.

Kundennutzen

Mit den entwickelten Methoden ist es nun möglich, weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Stabilitätsverhalten von siliziumbasierten mikroelektromechanischen Sensoren (z.B. Drucksensoren) erkennen zu können. Die Ergebnisse werden sowohl in die Entwicklung, in die Fertigung und in die Fehlerdiagnostik einfließen und durch Verbesserungen in den elektrischen Parametern der Produkte des CiS wirksam.

Ausblick

Insbesondere die belastungsabhängige Darstellung der mechanischen Spannungen mit hoher lateraler Auflösung von ca. 3 µm und niedrigen Nachweisgrenzen im Bereich von 10 kPa verspricht für die weitere Forschung wesentliche neue Erkenntnisse. Dabei zeigt es sich, dass die Stabilität der Produkte nicht nur durch die Fertigung der Wandlerchips bis zum Waferlevel sondern auch durch die nachfolgenden Schritte der Aufbau- und Verbindungstechnik bis hin zum fertigen Messmodul bestimmt werden.

Vorteile, die sich aus den Projektergebnissen ableiten:

  • Verbesserung des Qualitätssicherungssystems
  • Entwurfsunterstützende Fehlerprognosen; DesignRule-Verbesserung
  • Qualitätsgerechtere Fertigung von MEMS, bes. mehrlagiger Waferverbünde (SD-gebondete 3D-Siliziumsensorelemente, …)
  • Prognostische Fehlerfeststellung / -ermittlung zur Ausbeutesteigerung;
  • verbunden mit Peaformancesteigerung, bes. bzgl. Stabilität und Langzeitverhalten
  • Ableiten zu Verfahren des Variantenvergleichs von Technologie- und Strukturentwicklungen bes. für 3D-MEMS-Lösungen
  • Anwendung auf andere Multi-Domain-Mikro-/Nanolösungen vorbereitet
  • Wirtschaftliche Faktoren:
  • Systemintegration von MEMS in hochspezialisierte resp. high-tech Produkte: Einschränkung oder Vermeidung von MEMS-induzierten Ausfällen solcher Systeme, bes. unter extremen Umweltbedingungen.
  • Verbesserung der Entwicklungseffizienz: Fehlermöglichkeitsprognose von technologischen Teilschritten, deren Kombination zu Technologiemodulen...

Vermarktungsmöglichkeiten / Transfer:
  • KnowHow bzgl. Fehlerprognosen und der entwickelten Verfahren zu speziellen MEMS publizieren, Demonstration eines MEMS-Beispiels auf Fachmesse (Sensor2011; ggf. Vortrag oder/und Poster)
  • Erarbeitung / Einarbeitung in Leitfaden zur Nutzung dieses speziellen KnowHows in Prozess-FMEAs
  • Erhöhung der Attraktivität von Entwicklungsangeboten aufgrund der wesentlich erhöhten Entwicklungszuverlässigkeit bei Präzisionssensoren (z.B. für die Prozessmesstechnik, Medizintechnik, Robotik, …)
  • Verringerung der Entwicklungskosten durch Verringerung der Variantenvielfalt, bes. bei grundlagennahen Projekten
  • Transfer / Nutzung der entwickelten Probenpräparationstechniken, Vorrichtungen und Testabläufen
  • Entwicklung neuer piezoresistiver Brückengeometrien ausgehend von den Analyseergebnissen

Stand: 14.02.2012
Projektdaten aktualisiert: 04.12.2011

Unternehmen A–Z

Nach oben