Hochtemperaturfeste, dünnschicht-kompatible LTCC-Keramiken zur Entwicklung neuartiger, miniaturisierter Sensorelemente

用于开发新型微型传感器元件的耐高温、薄膜兼容 LTCC 陶瓷

• 批准号: 21278003
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Andreas Roosen
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/21278003?language=en
• 关键词: Hochtemperaturfeste; nnschicht; kompatible; LTCC; Keramiken

Low-Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) ist ein Glas-Keramik-Verbundwerkstoff, der sich durch niedrige Sintertemperaturen < 900°C auszeichnet und hauptsächlich im Bereich der hybriden Aufbau- und Verbindungstechnik verarbeitet wird. Um diesen Verbundwerkstoff als Trägersubstrat für funktionale Strukturen mit geometrischen Abmessungen im Mikrometerbereich für Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen nutzbar zu machen, soll im Rahmen dieses Projektes eine hochtemperaturstabile, dünnschicht-kompatible LTCC-Keramik entwickelt werden. Da das neuartige, keramische Trägersubstrat und die Dünnschichtstrukturen bevorzugt auf den Einsatz im Bereich miniaturisierter Metalloxid-Gassensoren abzielen, wird eine Temperaturstabilität des Gesamtaufbaus im Dauerlastbetrieb von mindestens 600°C angestrebt. Im Hinblick auf eine geringe Leistungsaufnahme der benötigten Heizerelemente ist ferner eine Mikrostrukturierung notwendig, um dünne Membranen mit geringer Wärmeankopplung an das Substrat realisieren zu können. Die technischen Anforderungen an die LTCC-Keramik sollen hauptsächlich über die Verwendung von Füllstoffpartikeln im Nanometerbereich und ein verändertes Rekristallisationsverhalten der Glasmatrix der LTCC-Werkstoffe erzielt werden, wobei die Verdichtung bei Temperaturen < 900 °C beibehalten werden muss. Um ein grundlegendes Verständnis der Schichtwachstumskinetik von gesputterten, hochtemperaturstabilen, metallischen Dünnfilmen (Titan, Tantal, Platin) und Diffusionsbarrieren (Titannitrid, Tantalnitrid) zu erhalten, sollen über systematische Testreihen auf unterschiedlichen Substraten (LTCC, siliziumbasiert) der Einfluss von Abscheideparametern und ¿Post Deposition Annealing Schritten auf charakteristische Kenngrößen des Schichtwachstums ermittelt und bewertet werden. Ferner sind elektrische Materialparameter (spezifischer Widerstand, Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes) der (ultra)dünnen Schichten oder Dünnschichtsystemen zu bestimmen und mit den Wachstumsparametern bzw. deren Mikrostruktur zu korrelieren. Die Funktionalität der technologischen Neuentwicklungen sollen exemplarisch an Hand von miniaturisierten Gas Sensorelementen an einem Gasmessplatz demonstriert werden.

低温共烧陶瓷 (LTCC) 是 Glas-Keramik-Verbundwerkstoff 中的一种，其烧结温度 < 900°C 是一种混合 Aufbau- 和 Verbindungstechnik verarbeitet 的混合技术。 Um diesen Verbundwerkstoff als Trägersubstrat für funktionale Strukturen mit geometrischen Abmessungen im Mikrometerbereich für Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen nutzbar zu machen, soll im Rahmen dieses Projektes eine hochtemperaturstabile, dünnschicht-compatible LTCC-Keramik entwickelt werden。 Da das neuartige, keramische Trägersubstrat und die Dünnschichtstrukturen bevorzugt auf den Einsatz in Bereich miniaturisierter Metalloxy-Gassensoren abzielen, wird eine Temperaturstabilität des Gesamtaufbaus im Dauerlastbetrieb von Mindestens 600°C 焦虑。我在文章中指出，Heizerelemente ist ferner eine Mikrosstrukturierung notwendig，um dünne Membranen mit geringer Wärmeankopplung and das Substrat realisieren zu können。 Die technischen Anforderungen and die LTCC-Keramik sollen hauptsächlich über die Verwendung von Füllstoffpartikeln im Nanometerbereich und ein verändertes Rekristallisingsverhalten der Glasmatrix der LTCC-Werkstoffe erzielt werden, wobei die Verdichtung beiTemperature< 900 °C beibehalten werden muss。溅射、高温稳定、金属薄膜（钛合金、钽合金、铂合金）和扩散屏障（氮化钛、氮化钽）的基本传说，以及系统测试的解决方案 下沉底物（LTCC，硅基）在吸收参数和沉积后退火过程中具有良好的特性。 Ferner sind elektrische Materialparameter (spezifischer Widerstand, Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes) der (ultra)dünnen Schichten oder Dünnschichtsystemen zu bestimmen und mit den Wachstumsparametern bzw。 Deren Mikrostruktur zu korrelieren。新技术的功能以手持微型气体传感器元件为例，并在 Gasmessplatz 演示。