Prof. Dr. Martin Hoffmann, TU Ilmenau

„Für das Projekt ’PRIMOS‘ (Piezoelektrische Resonatoren aus integrierbaren MEMS für HF-Referenz-Oszillator-Anwendungen) kooperierte das IMMS mit dem Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik und mit uns. MEMS (Mikroelektromechanische Systeme) vereinen Sensoren, Aktoren und ggf. Steuerungselektronik in einem Bauteil. Ziel von ’PRIMOS‘ war es, MEMS-Resonatoren auf Siliziumbasis für den Frequenzbereich oberhalb von 200 MHz zu entwickeln. Sie sollen künftig Schwingquarze ersetzen, die z. B. in Computern den Takt vorgeben. Schwingquarze können nicht gemeinsam mit Mikroprozessoren gefertigt, sondern müssen im Nachhinein integriert werden. MEMS als Taktgeneratoren lassen sich zusammen mit den integrierten Schaltungen in Silizium fertigen. Zudem sind sie stoßfester, kleiner und kostengünstiger. Kommerziell verfügbare MEMS-Resonatoren arbeiten kapazitiv und sind für hohe Frequenzen ungeeignet. Die in ’PRIMOS‘ entwickelten MEMS-Resonatoren sind piezoelektrisch gekoppelt und erschließen dadurch deutlich höhere Frequenzbereiche.

Unser Fachgebiet hat die Chip-kompatiblen Fertigungsverfahren für die MEMS-Resonatoren erforscht und umgesetzt. In sehr enger Zusammenarbeit mit dem IMMS haben wir die Testresonatoren hinsichtlich ihrer Grundstruktur sowie der effizienten Unterdrückung parasitärer Moden optimiert. Das IMMS hat mit seiner Expertise auf dem Gebiet der Finite-Elemente-Modellierung, die die statische und dynamische Simulation sowie die Modalanalyse von MEMS-Elementen umfasst, wesentliche Beiträge zum Projekt geliefert. Das Institut hat die technologischen Designrichtlinien aus unserer Forschung mit in den Entwurf eingebunden und mit seiner Messtechnik das mechanische Schwingverhalten ermittelt.

Verbunden mit ihrem umfangreichem Anwendungs-Know-how haben die Kollegen des IMMS unser Projektteam perfekt ergänzt und zum Erreichen der äußerst ambitionierten Projektziele beigetragen. Die Resultate von ’PRIMOS‘ sind die Basis für das im August 2012 gestartete Forschungsvorhaben ’MUSIK‘, an dessen gutem Gelingen das IMMS mitarbeitet.“