Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) sind integrale Bestandteile von Mobiltelefonen und Telekommunikationsinfrastruktur, deren Entwicklung, Produktion und Qualitätsprüfung messtechnisch aufgrund der hohen Frequenzen und kleinen Dimensionen sehr herausfordernd sind.
5G- und zukünftige 6G-Standards treiben den relevanten Frequenzbereich bis etwa 20 GHz. Wir haben eine Laser-Ultraschall-Methode entwickelt (Frequency Domain Laser UltraSound "FreDomLUS"), mit der die ortsaufgelöste Charakterisierung von Ein- und Mehrschichtsystemen hinsichtlich elastischer Eigenschaften, Dämpfung, Dicke und Fehlstellen möglich ist.
In der Abbildung (A) sind eine Skizze der Probe und die ermittelte Dämpfung αL an zwei Schichtmaterialien (Al und W), die in Bulk-Acoustic-Wave „BAW“ Filtern verwendet werden, und das thermoelastische Limit dargestellt.
Für das in (B) gezeigte Experiment wurde eine Probe mit einem Höhenprofil im Schachbrettmuster hergestellt und mit FreDomLUS gescannt. Die Dickenvariationen von 8 nm konnten exakt rekonstruiert werden und wurden auch mit einer AFM-Messung (Atomic Force Microscopy) verglichen.
Weitere Details finden Sie unter doi.org/10.1121/10.0017652; ICPPP21 conference presentation.