Intelligentere elektromechanische Systeme
MEMS-Bauelemente, zu deren Herstellung Verfahren der Mikrofabrikationstechnologie angewandt werden, sind mechanische Bauelemente, Sensoren, Aktoren und Elektronikbaugruppen auf einem gemeinsamen Substrat integriert. Im Vergleich zu den in standardisierten Prozessen produzierten integrierten Schaltungen (Integrated Circuits, ICs) werden diese mikromechanischen Bauelemente unter Anwendung von geeigneten "Mikrobearbeitungsprozessen" hergestellt. In solchen Prozessen werden Teile des Siliziumwafers gezielt weggeätzt oder der Wafer um neue Strukturebenen erweitert, woraus schließlich die einzelnen mechanischen und elektromechanischen Bauelemente entstehen. Die neu entwickelten MEMS-Bauelemente entstanden auf der Basis einer Membran, wobei das Substrat lokal entfernt wurde. Diese Membranen enthalten wechselnde Schichten aus unterschiedlichen Materialien, aber mit identischer struktureller Ausrichtung. Diese Membranen, bei denen bereits quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden müssen, bieten völlig neue Möglichkeiten wie etwa die zur Detektion von extrem schwachen Signalen bei niedrigem Signal-Rausch-Verhältnis. Die Bauelemente der neuen MEMS-Serie haben die Entwicklungs-, Produktions- und Laboruntersuchungsphasen bereits hinter sich und werden gegenwärtig auf Möglichkeiten zur Verbesserung ihrer Lebensdauereigenschaften getestet. Die angewandte Technologiezeichnet sich durch sehr hohe Geschwindigkeit (GS/s), niedrigen Energiebedarf (1µW) und eine hohe Auflösung der Analog-Digital-Konversion (9Bit) aus - Eigenschaften also, mit denen sie für Telekommunikations und Radarsysteme geradezu prädestiniert ist. Zu den vielen Anwendungen für MEMS-Bauelemente zählen unter anderem Bolometriesensoren (zur berührungslosen Temperaturmessung), Filter hoher Güte, Schaltungen zur Impedanzanpassung, abstimmbare Resonatoren, THz-Mischer und vieles mehr. Typische Märkte für solche Subsysteme sind etwa die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Wehrtechnik, die Automobilindustrie, die Schifffahrt, die Navigationstechnik, die Telekommunikationsindustrie und die Ölexploration. Darüber hinaus könnte die bahnbrechende MEMS-Technologie viele Produkte revolutionieren, indem künftig ganze Systeme auf einem einzigen Chip untergebracht werden. Grundsätzlich könnte diese Schlüsseltechnologie zur Entwicklung "intelligenterer" Produkte eingesetzt werden, in denen die Vorzüge der Mikroelektronik mit den Steuerungsmöglichkeiten von Mikrosensoren und Mikroaktoren kombiniert werden. Somit kann die MEMS-Technologie enorm zur Weiterentwicklung der Mikroelektronik und zur Erweiterung ihres Anwendungsspektrums beitragen.
