GigaSonic - Untersuchungen an hochfrequenten Dünnschichtschwingern für zukünftige Phased-Array-Sensoren

Bei einer der nächsten Generationen hochfrequenter Phased-Array-Ultraschallsensoren mit Frequenzen oberhalb von 100 MHz werden Aluminiumnitridkeramiken eingesetzt. Im Rahmen des Projektes GigaSonic wurden grundlegende Untersuchungen an AlN (Aluminiumnitrid) durchgeführt. Das AlN hat gegenüber den PZT-Keramiken (Blei-Zirkonat-Titan) einen um mindestens eine Zehnerpotenz niedrigeren piezoelektrischen Koeffizienten. Es besitzt aber aufgrund seiner CMOS-Komplexität und einem bei höheren Frequenzen geringeren Verlustfaktor. Zur Bewertung der piezoelektrischen Dünnschichten diente ein einfaches Testlayout. Es wurden spezielle Messplätze zur akustischen Untersuchung im Impuls-Echo-Modus aufgebaut. Mit mikroanalytischen Verfahren und XRD (Röntgendiffraktometrie) konnten für die verschiedenen Abscheidungsparameter die jeweiligen Einzelschwinger charakterisiert werden. Im Projekt konnten zwei Parametersätze für die Beschichtung ermittelt werden, die zu AlN-Schichten mit sehr guten piezoelektrischen Eigenschaften führen. Es wurden Technologien zur Realisierung strukturierter Elektroden untersucht. Die Tests werden weitergeführt