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By Stephanus Büttgenbach

Was ist Mikrosystemtechnik? Welche Rolle spielt sie in Technik und Wirtschaft? Welche Produkte gibt es? Wie stellt guy sie her?

Mikrosysteme werden heute erfolgreich in vielen Anwendungsfeldern eingesetzt: von der Fahrzeugtechnik über die Biomedizintechnik und Kommunikationstechnik bis zum Umweltschutz. Es sind kleine Produkte mit großer Wirkung: die einzelnen Komponenten können einige Mikrometer groß sein, die ganzen Systeme meist einige Millimeter. Der Autor beschreibt die technische Entwicklung der Mikrosystemtechnik und erläutert an Hand typischer Anwendungen ihre Bauweise, Funktion und Herstellung. Und er geht auf die zukünftigen tendencies dieser Schlüsseltechnologie ein.

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1007/978-3-662-49773-9_4 43 44 4 Volumenmikromechanik Abb. 1 Kubischflächenzentrierte Einheitszelle des SiliziumKristalls auch die tetraedrische Bindung von Silizium deutlich. Jedes SiliziumAtom ist von vier nächsten Nachbarn umgeben. Die Ebenen im Kristall werden mit Hilfe der M ILLER -I NDIZES (hkl) beschrieben (zur Erläuterung der Miller-Indizes siehe zum Beispiel [5]). Die Richtungsvektoren [hkl] stehen senkrecht auf den Ebenen (hkl). Abb. 2 zeigt die Ebenen im Silizium-Kristall, die die größte Bedeutung für die Volumenmikromechanik haben.

Im Gegensatz zu isotropen Silizium-Ätzlösungen, bei denen die Ätzrate unabhängig von der Kristallrichtung ist, tragen basische Ätzlösungen unterschiedliche Kristallebenen unterschiedlich schnell ab. Eine typische isotrope Ätzlösung ist HNA, eine Mischung von HF (Flusssäure, Hydrofluoric acid), HNO3 (Salpetersäure, Nitric acid) und CH3 COOH (Essigsäure, Acetic acid). Typische anisotrope Ätzlösungen sind wässrige Lösungen von KOH (Kaliumhydroxid) und TMAH (Tetramethylammoniumhydroxid). Das anisotrope Verhalten wird durch 4 Volumenmikromechanik 45 Abb.

Phataralaoha, S. Büttgenbach, Simulation, fabrication and characterization of a 3D piezoresistive force sensor. Sensors and Actuators A 147, 430–435 (2008) 4 Volumenmikromechanik Im Jahr 1970 veröffentlichte H. A. Waggener einen Aufsatz mit dem Titel Electrochemically controlled thinning of silicon, in dem das anisotrope Ätzen von einkristallinem Silizium beschrieben wird [1]. Auf Basis dieser Technik entstanden die ersten, kommerziell außerordentlich erfolgreichen Produkte der MIKROMECHANIK: Silizium-Drucksensoren.

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