Synthetische Diamantschichten in der Mikrosystemtechnik

Industriesensoren werden häufig rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Sie müssen besonders robust sein gegenüber hohen Temperaturen und Temperaturwechseln, korrosiven Medien, starken elektromagnetischen Feldern oder energiereicher Strahlung. Heute verfügbare Messsysteme basieren in der Mehrheit auf dem Halbleiter Silizium. Üblich sind hybride Aufbauten auf Keramiken, Glas oder Leiterplatten. Dadurch ergeben sich materialbedingte technische Beschränkungen, die „neue“ Materialien erforderlich machen.

Diamant hat als Werkstoff herausragende Eigenschaften: Diamantschichten sind aus reinem Kohlenstoff, chemisch außerordentlich inert, hoch transparent, elektrisch hoch isolierend bis hoch leitfähig (durch Dotierung einstellbar), hoch wärmeleitend, sehr hart, voll biokompatibel, thermisch weitgehend stabil, strahlenhart und haben ein breites elektrochemisches Potenzialfenster. Synthetische Diamantschichten können im Industriemaßstab CMOS-kompatibel gefertigt werden. Die Herstellungs- und Bearbeitungskosten sind vergleichbar mit denen anderer Technologien, wie z.B. Passivierung oder Kontaktierung.

Um Diamantschichten als passive sowie aktive Funktionsschicht in Sensoren zu implementieren und eine Bewertung der industriellen Anwendbarkeit vorzunehmen, widmet sich das CiS Forschungsinstitut in aktuellen FuE-Vorhaben der Druckmessung in aggressiven Arbeitsumgebungen und dem intelligenten Wärmemanagement. Darüber hinaus koordiniert das Institut das Netzwerk SMART DIAMONDS (www.smart-diamonds.de).
 
Kontakt: Uta Neuhaus, CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
uneuhaus@cismst.de