Verbundprojekt: Volumenfertigung von Quantensensoren am Beispiel von Magnet-feldsensoren in Siliziumcarbid - QVOL; Teilvorhaben des Projektpartners Vanguard Automation GmbH: Verbindung photonischer Komponenten mit 3D- gedruckten photonischen Wirebonds (PWB)

Abstract

Das QVOL-Projekt widmet sich der Erforschung und Entwicklung der für eine erfolgreiche Industrialisierung notwendigen Fertigungs- und Aufbautechnologien für Quantensensoren in Siliziumkarbid (SiC), um diese möglichst zeitnah in miniaturisierte und industrietaugliche Sensorsysteme am Markt überführen zu können. Das QVOL-Projekt beschäftigt sich dabei gezielt mit wesentlichen Enabling-Technologien für Sensoren basierend auf Festkörperdefekten in Siliziumkarbid (SiC), welche eine zentrale Rolle bei der industriellen Nutzung sowie der Steigerung der Skalierbarkeit dieses Sensortyps hin zur angestrebten Hochvolumenproduktion haben werden. Das Forschungsziel des Verbundprojekts ist die Erforschung und laborprototypische Realisierung eines Sensor-Systems für die Detektion magnetischer Felder oder Strömen mit dem industriell relevanten Material Siliziumkarbid (SiC). Es soll wissenschaftlich geklärt werden, welche Para-meter für die Anregung und die Detektion verbessert werden können, um ein besser verwertbares Signal zu erhalten. Dabei sollen auch die nötigen Umgebungsbedingungen für die Funktionsweise des Sensors evaluiert, sowie Störeinflüsse auf Messungen untersucht werden. Die Partner werden im Verbund entlang der Wertschöpfungskette zur Erstellung der unterschiedlichen Sensorausprägungen zusammenarbeiten und sich ergänzen. Das Teilvorhaben von Vanguard Automation fokussiert sich auf geeignete Aufbau- und Integrationstechnologien, die eine zuverlässige Integration der Komponenten erlauben und für Produktionsprozesse skalierbar sind. In QVOL wird dieser Aspekt durch das Startup Vanguard Automation (VA) vom Beginn der Forschungsarbeiten adressiert und in den verschiedenen Entwicklungsphasen der Demonstratoren evaluiert. Hierzu wird VA eine Fertigungstechnik einsetzen, welche optische Komponenten mit 3D-gedruckten photonischen Wirebonds (PWB) verbindet. Das Projekt erfordert dabei die Erforschung von neuartigen Prozessen und Lithographiegeräten, da die im Projekt verwendeten Wellenlängen unterhalb des von VA derzeit adressierten Wellenlängenspektrums liegen. Hierbei werden neuartige Phänomene untersucht, da mit der steigenden Auflösung Effekte bezüglich der mechanischen Stabilität von PWB und maschinenspezifische Einflüsse wie Vibration vermehrt zu Tage treten.