Ziel der Entwicklung
Doppelseitige Strahlungsdetektoren für die Hochenergiephysik haben eine verbesserte Ortsauflösung, wenn die streifenförmigen Elektroden von Vorder- und Rückseite wenige Grad zueinander verkippt sind. Bei einem rechteckigen Detektor führt dies unweigerlich zu verkürzten Streifen an beiden Längsseiten der verkippten Detektorseite. Um die Auslese dieser Streifen zu vereinfachen werden die verkürzten Streifen der beiden Längsseiten paarweise über Querleiter zu einem Streifen verbunden. Dabei muss der Querleiter die bis zu zwei Mikormeter hohen Metallbahnen der Streifenelektroden kreuzen. An den Übergangsstufen über die Metallelektroden kam es zu Unterätzungen und damit Unterbrechung der Querleiter.
Vorteile und Lösungen
Die Unterätzungen waren auf Störungen in der Isolation zwischen den beiden Metallebenen, Streifenelektrode und Querleiter, zurückzuführen. Ungünstiges Schichtwachstum der Isolation auf der steilen Flanke des ersten Metalls führte zu einem Graben unter dem zweiten Metall, in den das Ätzmedium eindrang und den Querleiter von unten her zersetzte. Durch ein Abflachen der Flanke des ersten Metalls wurde dieses Problem gelöst. Die Abflachung erfolgte durch eine weiterentwickelte nasschemische Strukturierung. Diese besteht aus einer zusätzlichen Opferschicht aus Titan und einem dreistufigen Ätzprozess. Dadurch entsteht eine zweistufige Kante mit verringertem Flankenwinkel. Die auf der Flanke aufwachsende Zwischenisolation zeigt nun keine Grabenbildung mehr. Es kommt daher zu keiner Störung des Querleiters.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Entwicklungen zielen auf Detektoren, insbesondere Detektor-Arrays, die sich durch die hier entwickelte Metallisierungstechnologie besonders einfach und robust in Systeme integrieren lassen. Folgende, wesentliche Vorteile sind damit zu erwarten: Vereinfachung der Prozessschritte für die Montage und elektrische Kontaktierung der Detektoren im System mit reduzierten Folgekosten / Kompaktere – insbesondere flachere Aufbauten / Verbesserte Ausbeute der Aufbau- und Verbindungstechnik / Erhöhte Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität der elektrischen Verbindungen.
Zielmärkte sind, neben den Großforschungsprojekten der Hochenergiephysik, Labormessgeräte zur Analyse, die Medizintechnik und die Materialprüfung. Die technologischen Entwicklungen wurden bereits in etablierte Prozesse überführt und angewandt. Eine Anpassung auf individuelle Bedürfnisse ist dabei jederzeit möglich.
