Fraunhofer-Gesellschaft

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SiCer - ein innovativer Substratwerkstoff für MEMS

 
: Pawlowski, B.; Schabbel, D.; Barth, S.; Fischer, M.; Bartsch, H.; Hoffmann, M.; Müller, J.

Handbuch der Keramik. Loseblattausgabe (2012), Gruppe II, Kap. 4.3, Folge 461 (Ergänzungslieferung 2012)
ISBN: 978-3-9814522-1-1
ISBN: 3-9814522-1-6
German
Book Article
Fraunhofer IKTS ()

Abstract
Eine neue Systemintegrationstechnologie zur Kombination eines LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic)-Foliensystems und eines nanostrukturierten Siliziumwafers zu einem Verbundsubstrat SiCer' wird vorgestellt. Die neuartige Systemintegration ermöglicht es, die Vorteile der Silizium- und Keramik-Technologie zu kombinieren. Die derzeitigen Konzepte zur Verbindung keramischer Substrate mit Siliziumwafern erfordern die Anwesenheit von Verbindungsmaterialien wie Glasfritten, Loten oder Klebstoffen. Alternativ kann über das anodische Bonden ein spezielles LTCC-Substrat, welches im thermischen Ausdehnungskoeffizienten an den des Siliziums angepasst ist, mit einem Siliziumwafer verbunden werden. Dieser Prozess erfordert eine kostenintensive Politur der Keramikoberfläche, welche durch die Verwendung der hier vorgestellten Verbindungstechnologie entfällt. Wahrend eines Standard-Laminationsprozesses wird der bereits vorstrukturierte Siliziumwafer oder Einzelkomponenten desselben ohneHilfsstoffe mit einem keramischen Träger vor dem Sintern verbunden. Schwarzes Silizium (auch bekannt als Black Silicon', eine durch Selbstmaskierung im Plasmaätzprozess entstehende nanoskalige Funktionalisierung der Si-Oberflache) wird mit einer keramischen Grünfolie verpresst und anschließend druckgesintert. Der dabei entstehende Werkstoffverbund mit nanoskaligem Interface führt zu einer extrem belastbaren Verbindung, die die Festigkeit einer Bondverbindung bei weitem übersteigt.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-223586.html