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With the recent increase in Gold (Au) wire cost Copper (Cu) wire becomes an attractive way to manage overall package cost. On the other hand, Copper wire bonding introduces much higher mechanical impact to underlying BEoL structures and actives because of the higher stiffness and lower ductility of Copper compared to Gold. These trends are accompanied by the application of new porous or nano-particle filled materials like low-k and ultra low-k materials for Back-end of Line (BEoL) layers of advanced CMOS technologies. As a result, higher delamination and cracking risks in BEoL structures underneath bonded areas represent an increasing challenge for the thermo-mechanical reliability requirements. To overcome the related reliability issues the authors performed a two level nonlinear FEM-simulation approach. Initially nonlinear axi-symmetric modeling and simulation of the copper bonding process are coupled with a spatial simulation model of the whole BeoL and bond pad structure. Cracking and delamination risks are estimated by a surface based cohesive contact approach and the utilization of a crushing foam constitutive material model for ultra low-k materials.

Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit besteht in der Grundlagenuntersuchung und Optimierung von eutektischen Bondprozessen (auch Anlegieren genannt) für die Befestigung von elektronischen Bauteilen auf flexiblen Substraten. In diesem Zusammenhang sind umfangreiche experimentelle Untersuchungen und zahlreiche Parametervariationen vorgesehen um möglichst stabile mechanische und elektrische Bondverbindung zwischen den Fügepartnern zu erreichen. Dafür werden Chips aus Silizium zunächst auf starren und dann auf flexiblen Substraten durch Anlegieren verbunden. Um eine zuverlässige Bondverbindung auf flexiblen Substraten mit niedrigen Glasübergangstemperaturen zu erzielen, werden die eutektischen Indium-Zinn- und Indium-Bismut-Legierungen zum Einsatz kommen. Die experimentelle Methodik basiert auf der Variation der Bondprozessparameter: Temperatur, Druck und Dauer um die Bondverbindung insbesondere hinsichtlich der mechanischen Stabilität zu optimieren. Hierbei wird diese durch die Scherfestigkeit beurteilt. Ferner wurde ebenfalls der elektrische Widerstand der Verbindung gemessen um die elektrische Eigenschaft der Verbindung zu bewerten.

Achieving the utmost reliability of power semiconductors is an ongoing challenge for the scientists and engineers in the packaging community of the industry and research institutions. Still the semiconductor and therefore the function of the power module could live longer, when only the bonding and joining technologies would be more stable against power and temperature cycling wearout. In particular, the conventional electrical connection to the top and bottom surface of the semiconductor is limiting the lifetime due to degradation. For both, the solder layer under the backside and the Al-wire on the topside of the die, it is necessary to develop new contact technologies, as the substitution of just one connection does not perform the required reliability of the module. In this work, different new technologies for power modules were evaluated and an own development is presented. Especially the new development is characterized by an outstanding reliability while keeping the design flexibility of the currently applied methods. To achieve that, the solder joints were replaced by Ag-sintered connections and Cu-wires were bonded as a substitute of Al-wires. This new approach is called DBB-Technology („Danfoss BondBuffer“) and is demonstrated in the example of a 1700V DBB power module. With the help of this technology sintering creates two joints: One between the bottom of die and the substrate and between the die and a thin Cu-foil, which is located on top. This Cu foil (BondBuffer) enables the Cu-bond process as top contact technology without damaging the semiconductor. The DBB Cu foil acts as an absorber for the high bond-forces. The detailed characterization of a DBB-covered semiconductor module reveals an extraordinary high reliability improvement, enhanced thermal impedance and upgraded electrical properties. Leistungsmodule unterliegen in der Anwendung vielfältigen, kombinierten Beanspruchungen, die je nach Anwendung eine Herausforderung an unterschiedliche Verbindungsstellen im Modul darstellen. Die Betriebsdauer eines Leistungsmoduls wird im Wesentlichen von den halbleiternahen Aufbau- und Verbindungstechniken limitiert. Das geht z.B. aus umfangreichen Lastwechseluntersuchungen hervor, in denen als Fehlermechanismen die Zerrüttung des Lots unter dem Chip oder das Abheben des Aluminium-Bonddrahts vom Halbleiter identifiziert wurden. Die einzelnen Verbindungsschichten im Leistungsmodul bilden eine Funktionskette, die beim Ausfall nur eines Gliedes die gesamte Funktionalität verliert. Maßnahmen zur Optimierung einzelner Schichten, z. B. der Halbleiter-Substrat-Verbindung oder nur der oberseitigen Chipkontaktierung, bringen alleinstehend also nicht den gewünschten Erfolg. In dieser Arbeit werden unterschiedliche Aufbaukonzepte leistungselektronischer Module aus Fachveröffentlichungen verglichen, bevor das eigene Konzept beschrieben wird. Die Lösung basiert dabei auf innovativen und sehr robusten Fügetechnologien, die gezielt herkömmliche Verbindungen im Aufbau ersetzen. Das Ergebnis ist ein Leistungsmodul mit verbesserten thermischen, elektrischen und thermo-mechanischen Eigenschaften. Eine wesentliche Rolle spielt dabei das Silbersintern als Alternative zum Löten. Dank der Sintertechnik geht der Halbleiter eine hochfeste Verbindung mit dem Substrat ein. Darüber hinaus ermöglicht die Sintertechnologie das stoffschlüssige Verbinden einer dünnen Kupferfolie mit der oberen Halbleitermetallisierung. Diese Kupferfolie ist erforderlich, um das Cu-Drahtbonden für die oberseitige Kontaktierung der Halbleiter anzuwenden, ohne diesen aufgrund hoher Bondkräfte zu zerstören. Dank der vorteilhaften Materialeigenschaften ist die Cu-Bondverbindung deutlich leistungsfähiger als eine Al-Bondverbindung. Diese Kombination aus robusten Fügestellen trägt den Namen DBB-Technologie („Danfoss BondBuffer“) und soll zukünftig dank der Verfügbarkeit sinterbarer Halbleiter in hochzuverlässigen Leistungsmodulen angewendet werden.

Die Ionenmobilitätsspektrometrie ermöglicht eine selektive Detektion von niedrigkonzentrierten Gasen in Luft. Darauf beruhende Analysegeräte können verhältnismäßig einfach umgesetzt werden und in vielfältigen mobilen Einsatzszenarien wie der Umweltanalytik Anwendung finden. Die vorliegende Dissertation gibt einen Überblick über die Grundlagen der Ionenmobilitätsspektrometrie und setzt die funktionellen Teilkomponenten Ionenfilter und Ionendetektor mit Mikrosystemtechniken um. Dafür werden Möglichkeiten aus dem Stand der Technik vorgestellt und eine für die Umsetzung optimale Variante identifiziert. Ein Ionenfilter basierend auf der Differenzionenmobilitätsspektrometrie zeigt diesbezüglich ein sehr geeignetes Skalierungsverhalten. Zur Integration in einen Demonstrator-Chip wird ein neuartiges Bauelementkonzept verfolgt, mit technologischen Vorversuchen untersetzt und erfolgreich in einen Gesamtherstellungsablauf überführt. Mit Hilfe von weiterführenden analytischen Untersuchungen werden spezifische Phänomene bei der elektrischen Kontaktierung der verwendeten BSOI-Wafer als Ausgangsmaterial hergeleitet und Empfehlungen zur Vermeidung gegeben. Der Funktionsnachweis der Teilkomponente Ionendetektor wird anhand von hergestellten Demonstrator-Chips und mit Hilfe eines entwickelten Versuchsaufbaus begonnen. Es werden die weiteren Schritte zum Nachweis der Gesamtfunktionalität abgeleitet und festgehalten. Auf Basis des umgesetzten Bauelement- und Technologiekonzepts und der vorliegenden Ergebnisse, wird das entwickelte und realisierte Gesamtkonzept als sehr aussichtsreich hinsichtlich der favorisierten Verwendung als Teilkomponente eines miniaturisierten Ionenmobilitätsspektrometers eingeschätzt.:1 Einleitung 1.1 Motivation und Zielstellung 1.2 Aufbau und Gliederung der Arbeit 2 Grundlagen zur Ionenmobilitätsspektrometrie 2.1 Grundprinzip der Ionenmobilitätsspektrometrie 2.2 Anwendungsfelder und Substanzen 2.3 Grundlagen der Ionenbewegung 2.4 Ionenquellen 2.4.1 Ionisation mittels radioaktiver Strahlungsquellen 2.4.2 Photoionisation 2.4.3 Weitere Ionenquelle 2.4.4 Vergleich von Ionenquellen 2.5 Ionendetektion 2.6 Bewertungskriterien Ionenmobilitätsspektrometer 3 Stand der Technik Ionenfilter 3.1 Überblick und Einteilung Ionenfilter 3.2 Zeitaufgelöste Detektion 3.3 Ortsaufgelöste Detektion 3.4 Differenz der Ionenmobilität 3.4.1 Differenzionenmobilitätsspektrometrie 3.4.2 Transversal Modulation Ionenfilter 3.5 Sonstige Filterrealisierungen 3.5.1 Ionenfilter mit Gegengasströmung 3.5.2 Travelling Wave Filter 3.6 Vergleich Ionenfilter für ein miniaturisiertes Ionenmobilitätsspektrometer 3.7 Konkretisierte Zielstellung der Arbeit 4 Konzeptionelle Vorarbeiten 4.1 Modellbildung und Dimensionierung des Ionenfilters 4.1.1 Allgemeine Lösung der Bewegungsgleichung 4.1.2 Lösung für den Spezialfall mit Rechteckanregung 4.1.3 Randbedingungen bei der Filterauslegung 4.1.4 Elektrische Simulation des Ionenfilters mit diskreten Elementen 4.1.5 Auslegung eines miniaturisierten Ionenfilters 4.2 Modellbildung und Auslegung des Ionendetektors 4.3 Ableitung eines relevanten Parameterraums 5 Voruntersuchungen und Empfehlungen zur technologischen Umsetzung 5.1 Herleitung des Bauelementkonzepts 5.1.1 Konzept 1 – Planar-Aufbau 5.1.2 Konzept 2 – Sandwich-Struktur 5.1.3 Konzept 3 – Erweiterte Tiefenstruktur 5.1.4 Ableitung des umzusetzenden Bauelementkonzepts 5.2 Konzept zur Herstellung der Ionenkanäle 5.2.1 Nasschemische Siliziumstrukturierung mit TMAH 5.2.2 Trockenchemische Siliziumstrukturierung mit DRIE 5.2.3 Durchführung und Ergebnisse des Vorversuchs 5.2.4 Schlussfolgerung und Ausblick für die Herstellung der Elektrodenkanäle 5.3 Konzept zur Realisierung der Elektrodenkontakte 5.3.1 Möglichkeiten zur Kontaktierung der Elektrodenstrukturen 5.3.2 Verfahren und Materialien für das Erzeugen von Isolationen 5.3.3 Verfahren und Materialien für das Abscheiden von Metallen 5.3.4 Besonderheiten beim Metall-Halbleiter-Kontakt 5.3.5 Ableiten eines Technologieablaufs und Durchführung eines Versuchs zur Herstellung der Rückseitenkontakte 5.3.6 Elektrische Charakterisierung der Rückseitenkontakte 5.3.7 Ausblick zur weiteren Bewertung der Rückseitenkontakte 5.4 Überblick über relevante Waferbondverfahren 5.5 Konzept für die Aufbau- und Verbindungstechnik 5.6 Integration der Vorversuche in ein erweitertes Bauelementkonzept 6 Bauelementauslegung für ein Ionenmobilitätsspektrometer 6.1 Voruntersuchungen für die Bauelementdimensionierung 6.1.1 Simulation des elektrischen Verhaltens mit einem erweiterten Ersatzschaltbild 6.1.2 Dimensionierung des Einströmbereichs und des Vorfilters 6.2 Zusammenfassung der Voruntersuchungen und Ableitung von Designvarianten 7 Technologische Umsetzung und Untersuchung der Kontaktproblematik 7.1 Umsetzung Filter- und Detektordemonstrator 7.1.1 Auswahl der Metallisierung 7.1.2 Erstellen eines detailliertern Gesamttechnologieablaufs 7.1.3 Verifikation des umgesetzten Herstellungsprozesses an den realisierten Demonstrator-Chips 7.2 Untersuchung Metall-Halbleiter-Kontakt 7.2.1 Untersuchung Metall-Halbleiter-Interface 7.2.2 Einfluss des Ausheilschritts auf das Kontaktverhalten 7.2.3 Untersuchung des Dotierungs- und Leitfähigkeitsprofils 7.2.4 Herleitung einer möglichen Ursachenkette für die Bor-Kontamination 7.2.5 Gegenprüfung der Ursachenkette und Schlussfolgerung 7.3 Zusammenfassung Technologieablauf 8 Charakterisierung der Teilkomponenten 8.1 Konzeptionelle Vorarbeiten zum Versuchsaufbau 8.1.1 Methoden zur Testgaserzeugung 8.1.2 Integration des IMS-Chips in die Gasversorgung 8.1.3 Elektronikanbindung 8.2 Versuchsaufbau und Versuchsplanung 8.2.1 Beschreibung Versuchsaufbau 8.2.2 Planung der Versuche für Bewertung Ionendetektor 8.2.3 Planung der Versuche für Bewertung Ionenfilter 8.3 Versuche und Bewertung Ionendetektor 8.3.1 Versuchsdurchführung 8.3.2 Auswertung Ionendetektor 8.4 Zusammenfassung und Ausblick der Charakterisierung 9 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis

Die vorliegende Arbeit beschreibt einen neuartigen Fügeprozess, das sogenannte reaktive Fügen bzw. Bonden. Hierbei werden sich selbsterhaltene exotherme Reaktionen in nanoskaligen Schichtsystemen als lokale Wärmequelle für das Fügen unterschiedlichster Substrate der Mikrosystemtechnik verwendet. Das Bonden mit den reaktiven Systemen unterscheidet sich von herkömmlichen Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik primär dadurch, dass durch die rasche Reaktionsausbreitung bei gleichzeitig kleinem Reaktionsvolumen die Fügetemperaturen unmittelbar auf die Fügefläche beschränkt bleiben. Entgegen den herkömmlichen Fügeverfahren mit Wärmeeintrag im Volumen, schont das neue Verfahren empfindliche Bauteile und Materialien mit unterschiedlichsten thermischen Ausdehnungskoeffizienten lassen sich besser verbinden. In der vorliegenden Arbeit werden die Grundlagen zur Dimensionierung, Prozessierung und Integration der gesputterten reaktiven Materialsysteme beschrieben. Diese Systeme werden verwendet, um heterogene Materialien mit unterschiedlichen Durchmessern innerhalb kürzester Zeit auf Wafer-Ebene und bei Raumtemperatur zu bonden. Die so erzeugten Verbindungen werden hinsichtlich der Mikrostruktur, der Zuverlässigkeit sowie der Dichtheit untersucht und bewertet. Zusätzlich wird die Temperaturverteilung in der Fügezone während des Fügeprozesses mit numerischen Methoden vorhergesagt.

The thesis presents the results of the investigations of electronic properties and defect states of dislocation networks (DNs) in silicon produced by wafers direct bonding technique. Practical interest for the investigations in this area issued – first of all – from the potential application of such dislocation networks in microelectronics as all-Si light emitter for on-chip interconnection. Besides, dislocation networks may serve as a perfect model object to get new information about the fundamental properties of dislocations and grain boundaries in Si, what is of particular importance for multicrystalline silicon solar cells performance. Despite of a long story of studying of dislocations in silicon, a new insight into the understanding of their very attractive properties was succeeded due to the usage of a new, recently developed silicon wafer direct bonding technique, allowing to create regular dislocation networks with predefined dislocation types and densities. Samples for the investigations were prepared by hydrophilic bonding of p-type Si (100) wafers with same small misorientation tilt angle (~0,5°), but with four different twist misorientation angles Atw (being of

This PhD-Thesis (dissertation) introduces the bonding of silicon and silicon with laser radiation applying an intermediate absorbing layer of platinum as well as the direct bonding of silicon and glass with laser radiation. Selective silicide bonding of silicon and silicon with laser radiation: This section introduces an Innovative selective bonding method called “silicide bonding” for bonding silicon and silicon with laser radiation. The achieved bonding results are based on the formation of platinum silicide. The bond results are generated using a thulium-fiber laser (wavelength 1940 nm). To achieve the silicide bonding results, intermediate absorbing layers of platinum are used (thicknesses of 35, 45 und 80 nm). The characterization of the micro structure of the bonded interface is performed with TEM analyses. To identify the chemical composition and to determine the phases in the bonding interface, x-ray diffraction (XRD) analyses are carried out (grazing incidence GIXRD). The fracture toughness of the silicide bonding is determined by applying micro chevron tests. Selective direct bonding of silicon and glass with laser radiation: A Nd-YAG-Laser (wavelength 1064 nm) with integrated thermal process control is applied to achieve direct bonding results between silicon and glass. TEM, EELS und TOF-SIMS analyses are performed to investigate the micro structure of the bonding interface and to clarify the thermo-chemical processes using a rapid bonding process applying laser radiation. These analyses are also performed in comparison to reference bonding results of conventionally and wafer-level bonded silicon and glass pairs (bonded by T = 400°C for 6 hours under nitrogen atmosphere). To determine the mechanical properties of the bonding results, four tests are conducted: tensile tests, micro chevron tests, four point bending tests and blister tests.

In dieser Arbeit wurde die alte Designvariante des Fabry-Pérot-Filters (FPI4) hinsichtlich Performance und Ausbeute untersucht. Zielstellung war eine Optimierung, welche die Probleme wie Sticking, Kurzschluss zwischen Schirm und Elektrode sowie Defekte bei den Vereinzelungsverfahren beseitigen sollten. Ferner wurden eine Chipbezeichnung und eine neue geteilte Elektrode anvisiert. Ergebnis dieser Optimierung war das neue Design FPI5. Weiterhin wurde neben der Auslegung des FPI5 für das adhäsive Bonden mit SU8 eine Designvariante für das direkte Bonden realisiert. Das direkte Bonden konnte bereits bei den FPI mit zwei beweglichen Reflektorträgern erfolgreich getestet werden und soll nun auf die Designvariante mit nur einem beweglichen Reflektorträger übertragen werden. Außerdem wurde eine Überprüfung der SU8-Bondfestigkeit durchgeführt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die bis dato benutzten Bondparameter nicht das Optimum bezüglich der Bondfestigkeit darstellen, da in Testverbunden mit veränderten Bondparametern bis zu 50 % höhere Bondfestigkeiten erreicht wurden.:ABKÜRZUNGS- UND FORMELVERZEICHNIS VI 1 EINLEITUNG 8 1.1 Motivation 8 1.2 Kapitelübersicht 11 2 DAS FABRY-PEROT-INTERFEROMETER 12 3 DAS ALTE DESIGN FPI4 15 3.1 FPI4 15 3.2 Optimierungspunkte und Schwachstellen 17 4 DAS NEUE DESIGN FPI5 19 4.1 Verhindern von Sticking 20 4.2 Isolator zwischen Schirm und Elektrode 22 4.3 Abdichtfolie für den Sägeprozess 22 4.4 Chipbezeichnung 23 4.5 Elektrodenform 23 4.6 Zusammenfassung des Redesigns 25 5 PROZESSTECHNISCHE REALISIERUNG 27 5.1 FPI5 – Direktbond 27 5.1.1 Oberteil 28 5.1.2 Unterteil 30 5.2 FPI5 – SU8 31 5.2.1 Oberteil 32 5.2.2 Unterteil 34 5.3 Selektive Schichtabscheidung der optischen Schichten 36 6 CHARAKTERISIERUNG DER MUSTER 37 6.1 FPI5 – Direktbond 37 6.1.1 Oberteil 38 6.1.2 Unterteil 40 6.1.3 Beschichtung der optischen Schichten in Jena 42 6.1.4 Zusammenfassung 44 6.2 FPI5 – SU8 47 6.2.1 Oberteil 48 6.2.2 Unterteil 49 6.2.3 Beschichtung der optischen Schichten in Jena 52 6.2.4 Zusammenfassung 54 7 BONDEN DER FPI 57 7.1 Vorversuche zur SU8-Bondfestigkeit 57 7.1.1 Realisierung der Bondmuster 59 7.1.2 Charakterisierung der Bondmuster 60 7.1.3 Vereinzelungstests der Bondmuster 63 7.1.4 Bondfestigkeitsüberprüfung der Bondmuster mit abgerundeten Bondrahmen 64 7.1.5 Bondfestigkeitsüberprüfung der Bondmuster ohne abgerundeten Bondrahmen 67 7.2 Direktbonden der FPI 73 7.2.1 Ablauf des Direktbondens 73 7.2.2 Charaktersierung der Bondmuster 76 7.3 SU8-Bonden der FPI 78 7.3.1 Präparation der SU8-Rahmenstruktur 78 7.3.2 Ablauf des SU8-Bondens 80 7.3.2 Charakterisierung der Bondmuster 81 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 83 LITERATURVERZEICHNIS 85 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 87 TABELLENVERZEICHNIS 88 ANLAGENVERZEICHNIS 90 This work presents a new design type of the older well known tunable micromachined Fabry-Pérot filter (FPI4). Compared to the previous system the new design (FPI5) aimed to avoid the problems as sticking, short circuit between the shield and the electrode as well as the malfunction in dicing and separation. Furthermore an identification mark and a new separated electrode were to be improved. The conclusion of this optimization was the new Design FPI5. The whole geometry was in addition to the adhesive bonding with SU8 moreover designed for the direct bonding, which was successfully verified in the FPI design with two moveable reflector carriers. Additionally a verification of the bonding strength at different bonding parameters was done. This verification showed that a 50 % higher bonding strength could be achieved by using the new bonding parameters in comparison to the normally used bonding parameters.:ABKÜRZUNGS- UND FORMELVERZEICHNIS VI 1 EINLEITUNG 8 1.1 Motivation 8 1.2 Kapitelübersicht 11 2 DAS FABRY-PEROT-INTERFEROMETER 12 3 DAS ALTE DESIGN FPI4 15 3.1 FPI4 15 3.2 Optimierungspunkte und Schwachstellen 17 4 DAS NEUE DESIGN FPI5 19 4.1 Verhindern von Sticking 20 4.2 Isolator zwischen Schirm und Elektrode 22 4.3 Abdichtfolie für den Sägeprozess 22 4.4 Chipbezeichnung 23 4.5 Elektrodenform 23 4.6 Zusammenfassung des Redesigns 25 5 PROZESSTECHNISCHE REALISIERUNG 27 5.1 FPI5 – Direktbond 27 5.1.1 Oberteil 28 5.1.2 Unterteil 30 5.2 FPI5 – SU8 31 5.2.1 Oberteil 32 5.2.2 Unterteil 34 5.3 Selektive Schichtabscheidung der optischen Schichten 36 6 CHARAKTERISIERUNG DER MUSTER 37 6.1 FPI5 – Direktbond 37 6.1.1 Oberteil 38 6.1.2 Unterteil 40 6.1.3 Beschichtung der optischen Schichten in Jena 42 6.1.4 Zusammenfassung 44 6.2 FPI5 – SU8 47 6.2.1 Oberteil 48 6.2.2 Unterteil 49 6.2.3 Beschichtung der optischen Schichten in Jena 52 6.2.4 Zusammenfassung 54 7 BONDEN DER FPI 57 7.1 Vorversuche zur SU8-Bondfestigkeit 57 7.1.1 Realisierung der Bondmuster 59 7.1.2 Charakterisierung der Bondmuster 60 7.1.3 Vereinzelungstests der Bondmuster 63 7.1.4 Bondfestigkeitsüberprüfung der Bondmuster mit abgerundeten Bondrahmen 64 7.1.5 Bondfestigkeitsüberprüfung der Bondmuster ohne abgerundeten Bondrahmen 67 7.2 Direktbonden der FPI 73 7.2.1 Ablauf des Direktbondens 73 7.2.2 Charaktersierung der Bondmuster 76 7.3 SU8-Bonden der FPI 78 7.3.1 Präparation der SU8-Rahmenstruktur 78 7.3.2 Ablauf des SU8-Bondens 80 7.3.2 Charakterisierung der Bondmuster 81 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 83 LITERATURVERZEICHNIS 85 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 87 TABELLENVERZEICHNIS 88 ANLAGENVERZEICHNIS 90

Ill., graph. Darst.

Ill., graph. Darst.

This paper discusses basic issues of micromachined ultrasonic transducers, including their design and fabrication. First, the acoustic fundamentals of ultrasonic transducers are introduced, and relevant simulation methods are illustrated. Following these topics, important aspects of silicon micromachining are presented. Based on this knowledge, two distinctive micromachining processes for transducer fabrication are proposed. One of them, the bulk process, has been proved to be successful, whereas for the second one, a surface process, some improvements are still needed. Besides these works, an innovative direct bonding technology is also developed. This technology constitutes the basis of the bulk process. Of course, it can also be used for the packaging of other MEMS devices.

Die industrielle Fertigung von Mikrosystemen in der Höchstfrequenztechnik erfordert hohe Reproduzierbarkeit der einzelnen Fertigungsschritte, insbesondere bei den Aufbau- und Verbindungstechniken, unter Einhaltung enger Toleranzbereiche. In einem industriellen Verbundprojekt kooperieren Partner aus der Mikrosystemproduktion, der Geräteindustrie und der Forschung, um die Möglichkeiten der industriellen Fertigung voranzutreiben. Projektergebnisse sind die fertigungsgerechte Gestaltung der Komponenten, Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik und der Mikromontage, insbesondere in der Greiferentwicklung, Verfahren für das Präzisionsdispensen und Bändchenbonden sowie der optischen Inspektion.

Prerequisite for flip chip attachement are bumps, which have to be placed on one of the partners to be joined. For silicon semiconductors bumping is done normally on the ICs at wafer scale. Bumping can be performed by micro plating of vacuum deposition techniques, also mechanical methods are well known. Within this work a bumping process based on tin/lead alloy plating is reported. The alloy plating process depending on the type of electrolyte and the process parameters is discussed. Methods for bump characterisation and quality assurance are reported as an important part of the bumping process.

Es wird von den Grundlagen bis zu zukünftigen Entwicklungen ein Überblick über Drahtbondtechnik gegeben. Die Verarbeitung ungehäuster IC's sowie Techniken und Geräte zur elektrischen Kontaktierung werden vorgestellt. Fragen der Qualitätssicherung und der Zuverlässigkeit der Kontakte werden ebenfalls behandelt. Ein Verzeichnis der Geräte- und Zubehör Lieferanten sowie von Dienstleistungsunternehmen ist im Anhang enthalten.