IR-Sensorfertigung
Wissenschaftliches Profil
Die Aufgabe der Arbeitsgruppe IR-Sensorfertigung liegt in der Produktion von Dünnschicht-Thermosensoren für den industriellen Einsatz. Die Sensoren beruhen auf dem thermoelektrischen Wandlungsprinzip unter Nutzung von V/VI-Verbindungshalbleitern. Sie erfüllen den Anspruch höchster Detektivität für Anwendungen in den Lebenswissenschaften wie der Medizintechnik, der MIR-Spektroskopie und der Pyrometrie sowie bei Spezialentwicklungen für zahlreiche Weltraummissionen. Typische Sensoren weisen eine hohe Linearität über fünf Größenordnungen auf. Basierend auf der hier etablierten technologischen Plattform werden Dünnschicht-Peltierkühler für die Messung geringster Wassermengen und damit einhergehend sehr niedriger Taupunkttemperaturen gefertigt. Ein Alleinstellungsmerkmal hat die Arbeitsgruppe durch die Fertigung von AC-DC-Thermokonvertern, die in Zusammenarbeit mit der PTB Braunschweig als Sekundärstandard Einsatz finden und für die die Gruppe weltweit als einziger Zulieferer nationaler Metrologie-Institute zur Verfügung steht.
Die Sensoren werden unter saubersten Bedingungen im Reinraum des Leibniz-IPHT mit modernsten MEMS-Methoden auf Silizium-Wafern hergestellt, geprüft, vereinzelt und mittels AVT-Methoden kundenspezifisch verkapselt.
Forschungsthemen
- Membran-Technologie basierend auf angepassten dielektrischen Dünnschichten (SiN, SiON)
- Si-MEMS-Methoden
- Vakuumabscheidung von V/VI-Verbindungshalbleitern
Um den zukünftigen anwendungsbezogenen und kundenspezifischen Anforderungen gerecht zu werden, erarbeitet die IR-Sensorfertigung in enger Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe „Thermosensorik“ lösungsorientiert an folgenden Themenschwerpunkten:
- Galvanische Abscheidung hocheffektiver und temperaturstabiler IR-Absorber
- Entwicklung sowohl selektiver als auch breitbandiger IR-Absorber mit hoher Absorptionseffizienz vom nahen bis fernen IR-Bereich
- IR-Focal Plane Arrays (FPA)
- Mehrebenenverdrahtung und 3-dimensionale Sensorkonzepte
- Höchstempfindliche thermoelektrisch basierte Sensoren für die Chip-Kalorimetrie
- Hermetische Verschlusstechniken für inertgasgefüllte Hausungen/Verkapselungen (Xe, Kr, Ar, N2) mittels anodischem Bondprozess
- Niedertemperaturbondung
- Fasergekoppelte thermoelektrische Sensoren für die Messung an schwerzugänglich Stellen bzw. hot spots
Adressierte Anwendungsfelder
- Thermoelektrische Sensorsysteme mit hoher Linearität und Empfindlichkeit
- Einsatz in Messsystemen für Anwendungen in Umwelt, Gesundheit und Medizin
- Weltraumanwendungen
- NDIR Gasdetektion und Analytik
- AC-DC-Thermokonverter
- Hybride Sensorsysteme zur simultanen Messung von Temperatur, Feuchte und Gaszusammensetzung
- Hyperspektrales Imaging
- Taupunktdetektion
- Miniaturisierte Kühlelemente zur gezielten Kondensatabscheidung
- Antennengekoppelte ungekühlte THz-Detektion