Reaktives Bonden auf Basis von Zi/Si-Systemen (Join-ZiSi)

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines effizienten Fügeverfahrens für die Mikrosystemtechnik, sowohl auf Bauteil- als auch auf Waferebene, durch den Einsatz hochenergetischer reaktiver Multischichtsysteme auf der Basis von Zirkonium und Silizium.

Bei der Technologie des reaktiven Fügens werden nanoskalare Metallschichtsysteme eingesetzt, welche als alternierende Einzelschichten die eigentliche Energie für den Fügeprozess bereitstellen. Die bisher am meisten untersuchten und genutzten reaktiven Multischichtsysteme (RMS) sind mittelenergetische Systeme auf Ni/Al-Basis. Im Zuge der Erarbeitung neuer Lösungsmöglichkeiten wurde in den letzten Jahren die Entwicklung des neuartigen Zirkonium-Silizium-Systems (Zr/Si) vorangetrieben, welches eine Reihe von entscheidenden Vorteilen für die Mikrosystemtechnik aufweist. Im Gegensatz zu Ni/Al gehört es zu den hochenergetischen Materialsystemen, wodurch sowohl die für das Fügen notwendigen Schichtdicken verringert werden können, als auch Hartlote aufschmelzbar sind. Weiterhin weist das Zr/Si-System eine sehr geringe Reaktionsschwindung auf, wodurch rissfreie Fügeverbindungen hergestellt werden können, die zu hermetisch dichten Verbindungen führen. Im Rahmen des Projekts sollen optimierte RMS auf der Basis von Zr/Si entwickelt und als Folie oder direkt auf einen der Fügepartner abgeschieden bereitgestellt werden. Das RMS-Bondverfahren soll anhand von konkreten Anwendungen auf Bauteil- und Waferlevel demonstriert werden.