MEMS Applikationen

microfab verfügt über ein ausgeprägtes Know-how in der Oberflächenmikrobearbeitungfür das Design und die serielle Herstellung von akustischen MEMS Komponenten wie Silizium-Mikrofonen und Ultraschallwandlern (c-MUTs). Die elementaren Bausteine aller kapazitiven Schallwandler sind Membranen, die entweder durch elektrostatische Kräfte oder durch Schallwellen angeregt werden und hinsichtlich mechanischer Beanspruchung und Schichtdicke gut gesteuert werden können. microfab nutzt spezielle LPCVD-Verfahren (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) mit niedrigem Druck, wie siliziumreiche Nitride oder in-situ dotiertes Polysilizium in Kombination mit Opferschichttechnologien, um solche funktionellen Schichten aufzubauen. Alle Technologien sind nachweislich für die Serienproduktion in großen Stückzahlen geeignet und werden routinemäßig für kundenspezifische Komponenten eingesetzt.

Der kapazitive Ultraschallwandler (c-MUT) von microfab ist ein relativ neues Konzept auf dem Gebiet der Ultraschallwandler. Die meisten kommerziellen Ultraschallwandler basieren heutzutage auf einem piezoelektrischem Wirkprinzip. Aktuelle c-muts werden unter Verwendung von Oberflächenmikromechanik auf Silizium gefertigt. Eine Kavität ist in einem Siliziumsubstrat ausgebildet, und eine dünne Schicht, die über dem Hohlraum gespannt ist, dient als Membran, auf der eine leitende Schicht als obere Elektrode zusammen mit dem Siliziumsubstrat als untere Elektrode wirkt.

Da c-MUTs mikrobearbeitete Bauelemente sind, ist es mit dieser Technologie einfacher, 2D-Arrays von Wandlern zu konstruieren. Dies bedeutet, dass eine große Anzahl von c-MUTs in einem Wandlerarray enthalten sein könnte, das zudem im Vergleich zu anderen Wandlertechnologien eine deutlich größere Bandbreite bietet. Ein Hochfrequenzbetrieb mit c-MUTs ist aufgrund seiner kleineren Abmessungen einfacher. Die Betriebsfrequenz hängt von der Zellgröße, der Höhe der Kavität und von der Steifheit des als Membran verwendeten Materials ab.