Physikalisches Kolloquium: Dr. Michael Zeuner (scia systems, Chemnitz)

"Ionenstrahl- und Magnetronsputterverfahren für moderne Oberflächenanwendungen“

04.12.2018 ab 16:15

Leibnizstr. 13, 24118 Kiel, Hans-Geiger Hörsaal

Abstract

Anwendungen bei der Fertigung von MEMS (Mechanisch-elektrische Mikrosysteme) erschließen zahlreiche neue Anwendungen für Plasma- und Ionenstrahlverfahren, insbesondere gilt das für die Fertigung von Baugruppen und Schaltkreisen für die Mobilkommunikation. Im Vortrag wird speziell auf Fertigungsverfahren für passive Hochfrequenzfilter eingegangen. Mit der modernen Mobilkommunikation hat sich die Hochfrequenzelektronik stürmisch entwickelt. Unterschiedlichste Informationen werden auf verschiedenen Frequenzbändern übertragen, so dass heutige Mobiltelefone bis zu 50 Frequenzfilter enthalten. Die Filter nutzen akustische Resonatoren, um eine notwendige Miniaturisierung vornehmen zu können. Je nach Frequenzbereich werden die Filter als Oberflächenwellenfilter SAW) oder Volumenresonatoren (BAW) ausgelegt. Der Vortrag stellt daher einleitend Anforderungen und Funktionsprinzipien dieser Filterbauelemente dar.
In den Filtern werden piezoelektrische Materialien bzw. Schichtsysteme eingesetzt, die in geometrischen Dimensionen exakt auf die Zielfrequenzbänder eingestellt werden müssen. Über Magnetronsputtern werden einerseits piezoelektrischen Schichten mit hohen piezoelektischen Koeffizienten hergestellt, andererseits auch sogenannte Temperaturkompensationsschichten, die thermische Drift der Bauelemente zumindest einschränken soll. Trotz ausgefeilter Abscheideverfahren werden bei weitem nicht die Eigenschaftstoleranzen erreicht, um eine ideale Ausbeute an Filtern auf Waferlevel zu erzielen, daher müssen die Filter zwangsläufig auf die exakte Zielfrequenz getrimmt werden. Ein solcher Trimmprozess erfolgt durch verweilzeitgesteuerte Ionenstrahlen mittels deren Toleranzen bis in den sub-nm-Bereich korrigiert werden können. Der Vortrag präsentiert Verfahren, Ausrüstung und Ergebnisse zur Abscheidung der piezoelektrischen Schichten als auch zum finalen Frequenztrimmen der Filterbauelemente.

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