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Projektübersicht

GenMik: Kooperatives Promotionskolleq der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und der Hochschule Furtwangen "Generierungsmechanismen von Mikrostrukturen GenMik" Teilprojekt "Strukturierte keramische Dünnschichten und strukturierte schichtförmige Kompositsysteme aus Solen und Suspensionen durch elektrophoretische Abscheidung"

Projektbeschreibung

Für die Entwicklung zukünftiger beweglicher drahtloser Standardkommunikationssysteme und Sensoren sind neue einstellbare Mikrowellenkomponenten wie Phasenschieber und Anpassungsschaltungen notwendig. Diese werden benötigt, um Leistungsverstärker und Antennen anzupassen oder können für regelbare Mutiband-Antennen betrieben werden. Die einstellbaren Komponenten müssen differenzierte, zum Teil gegenteilige Belange befriedigen, jeweils abhängig von der gewünschten Anwendung. Dies ist eine Herausforderung, die verfügbare Halbleiterbausteine und RF-MEMS nur unzureichend bzw. mit großem technischem Aufwand erfüllen. Weltweite Forschungsansätze zielen daher auf die Entwicklung neuer funktionaler Komponenten, u. a. basierend auf einstellbaren ferroelektrischen Schichten. Basiskomponenten für die gewünschten funktionalen Bausteine sind Varaktoren, die als einstellbare, vertikale MIM-Strukturen hergestellt werden. Bisher wurden diese einstellbaren MIM-Strukturen durch physikalische und chemische Dampfabscheidungsprozesse von ferroelektrischen Schichten mit einer Dicke von bis zu 400 nm erzeugt. Ferroelektrische Schichten mit hohen piezoelektrischen Koeffizienten und hoher Permittivität wie Blei-Zirkonat-Titanat- (PbZrXTi1-XO3, PZT) oder Barium-Strontium-Titanat-Schichten (BaXSr1-XTiO3, BSt) mit Strukturen aus Perowskit kommen verbreitet bei der Herstellung von Sensoren, Kondensatoren, zur Energiegewinnung und FERAMs zum Einsatz. Besonders das Barium-Strontium-Titanat besitzt ein außergewöhnliches Potenzial für den Einsatz von HF-Anwendungen. Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Abscheidungsmethode und eines Mikrostrukturprozesses für die Mikrofabrikation von elektronischen einstellbaren Varaktoren, bestehend aus mikrostrukturierten Barium-Strontium-Titanat-Schichten mit hoher Permittivität. Dazu soll ein auf Sol-Gel basierender Prozess mittels UV-Photolithographie entwickelt werden. Im ersten Schritt wird dazu ein bekanntes Demonstratorsystem auf Grundlage eines photostrukturierbaren Blei-Zirkonat-Titanat-Sols untersucht. Ziel ist, die Schwierigkeiten, z. B. Rissformationen während der thermischen Behandlung zu erkennen. Gesucht wird ein besseres Verständnis des gesamten Herstellungsprozesses von mikrostrukturierten Keramikschichten durch direkte UV-Photolithographie von metallischen organischen Solen. In einem zweiten Schritt ist eine Erweiterung der verfügbaren Materialien zu einstellbaren Dieelektrika wie Blei-Strontium-Titanat und Barium-Strontium-Titanat geplant. Letztlich soll die Herstellung einfacher elektronischer Komponenten - z. B. Varaktoren oder Transistoren – zeigen, ob der entwickelte Prozess für die Herstellung mikrostrukturierter Dünnschichten für Anwendungen in der Mikrosystemtechnik geeignet ist.

Laufzeit

01.10.2011 bis 30.09.2014

Projektleitung

Prof. Dr. Holger Reinecke (IMTEK)

Ansprechpartner/in

Benkler M, , Hanemann T
Telefon:0761-203-7555

Kooperationspartner

Arbeitsgruppen am IMTEK und der Hochschule Furtwangen: Sprecher: Prof. Dr. Holger Reinecke Albert-Ludwig-Universität Freiburg Institut für Mikrosystemtechnik - IMTEK Georges-Köhler-Allee 101 79110 Freiburg Tel.: 0761/203-7351 reinecke@imtek.uni-freiburg.de Prof. Dr. Ulrich Mescheder Hochschule Furtwangen Institut für Mikrosystemtechnik Geschäftsfürender Leiter IAF, Campus Furtwangen Robert-Gerwig-Platz 1 78120 Furtwangen Tel.: 07723/920-2232 mes@hs-furtwangen.de

Finanzierung

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Ba.-Wü.
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