Aus der Forschung
Ätzend: Bau von 3D-Strukturen
Ein neuartiges Ätzverfahren erzeugt dreidimensionale Mikrostrukturen in Silizium, die für die Verarbeitung von Lichtsignalen in der Telekommunikation eingesetzt werden können. Mit Licht lassen sich Informationen in Millisekunden über Kilometer hinweg leiten. Dabei steuern maßgeschneiderte optische Werkstoffe die Lichtsignale. Allerdings ist es sehr aufwendig, einem Material wie Silizium die dafür notwendige Struktur aufzuprägen, da sie in allen Raumrichtungen regelmäßig und höchst genau sein muss.
„Unser neues Fertigungsverfahren SPRIE nutzt bewährte Technologien wie das Ätzen, innovative Verfahren wie Selbstorganisation und kombiniert diese auf kreative Weise“, sagt Prof. Dr. Martin Wegener vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Dabei wird zunächst eine Lösung mit mikrometergroßen Kugeln aus Polystyren auf eine Siliziumoberfläche gegeben. Beim Trocknen ordnen sich die Kugeln selbst zu einer dichten, einlagigen Schicht. Nach einer Metallbeschichtung und dem Entfernen der Kugeln bleibt eine wabenförmige Ätzmaske auf der Siliziumoberfläche zurück – die Schablone.
Die freiliegenden Bereiche werden durch ein reaktives Plasmagas weggeätzt. Ob die Gasteilchen dabei überwiegend nur in die Tiefe oder gleichmäßig in alle Richtungen ätzen, lässt sich mit einem elektrischen Feld beeinflussen. So entsteht innerhalb weniger Minuten ein dreidimensionaler photonischer Kristall. Dieses einfache und kostengünstige Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten, die an optische Bauteile gestellten Anforderungen in der Telekommunikation zu lösen.
