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）是一种陶瓷-陶瓷复合材料，其烧结温度低于900°C，并在混合结构和复合工艺中得到应用。Um diesen Vernesen werkstoff 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韦尔登.在中性、热塑性过渡层和Dünschichtstrukturen bevorzugt auf den Einertim im Bereich Schoisierter Metalloxid-Gassensoren abzielen上，在600°C的温度下，Dauerlastbetrieb的Gesamtaufbaus具有温度稳定性。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.该技术的进一步研究和LTCC-Keramik解决了在纳米范围内对Füllstoffpartikeln进行测试和对LTCC-Werkstoffe erzielt韦尔登的基体进行测试的问题，在温度< 900 °C时必须进行韦尔登测试。为了获得良好的热稳定性、高温稳定性、镀金属（Titan、Tantal、Platin）和扩散阻挡层（Titannitrid、Tantalnitrid），解决了系统的低温基体（LTCC、siliziumbasert）测试方法对沉积参数和沉积后退火工艺的影响，以确定沉积后热稳定性和韦尔登特性。Ferner sind elektrische Materialparameter（spezifischer Widerstand，Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes）der（ultra）dünnen Schichten or der Dünnschichtsystemen zu bestimmen und mit den Wachstums parametern bzw.把小教堂的建筑都拆了。新设计的技术功能可以作为一个气体传感器元件的手的范例，一个韦尔登的演示。