Mikrofluidische Integration von Biosensoren

3D Integration

Mikrofluidik findet neben klassischer Vorort-diagnostik auch in einer Vielzahl anderer Applikationen Anwendung. Die Ausgestaltung der Strukturen sowie die verwendeten Materialien richten sich häufig nach einem komplexen Anforderungskatalog. Chemische Beständigkeit, optische Transparenz, Fluoreszenzverhalten, Temperaturbeständigkeit, extrahierbare Komponenten und natürlich Kosten sind nur einige der Faktoren für die Wahl des geeigneten Materials. Um Versuche möglichst schnell mit mikrofluidischen Mustern im Zielmaterial durchführen zu können nutzen wir eine Vielzahl an Prototyping Technologien: Laserdirektstrukturierung mittels ps-Laser Präzisionsfräsen 3D-Druck Xurographie Softlithographie.

Diese Technologieplattform ermöglicht die Strukturierung dünner Membranen auf Basis von Siliziumwafern oder SOI-Wafern, auch mittels Waferbonding-Verfahren. Die Membranen können aus verschiedenen dünnen Schichten oder Schichtstapeln bestehen. Etablierte Materialsysteme sind z.B. die Membranwerkstoffe Si, SiO2Si3N4, AlN und Graphen sowie Elektrodenmaterialien wie Al, Au, Pt und metallisches Glas? Nach der Montage werden die Membranen durch Ausdünnungs- und Ätzprozesse mittels selektiver Ätztechnik freigelegt. Die Technologieplattform ist auf einer 6"-Wafergröße aufgebaut und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Aktuelle Beispiele für Geräte sind CMUT und PMUT für Anwendungen in der zerstörungsfreien Überwachung/Analyse von Materialien, der Abstandsmessung, der Objekterkennung, der Füllstandsmessung sowie der endoskopischen und akustischen und photoakustischen Bildgebung. Weitere Anwendungen dieser Technologien sind z.B. Drucksensoren sowie optische Filter und Shutter.