KIP-Veröffentlichungen

Bei der Herstellung metallischer magnetischer Kalorimeter sind Ionenätzprozesse aus Gründen der Reproduzierbarkeit ein wichtiger Fertigungsschritt, der die Herstellung einer Vielzahl von identischen Detektoren ermöglicht. Magnetische metallische Kalorimeter werden bei tiefen Temperaturen betrieben und aufgrund ihrer hohen Energieauflösung und Bandbreite beispielsweise für die hochauflösende Röntgenspektroskopie eingesetzt. Die Energie jedes zu detektierenden Teilchens wird dabei in einem Absorber deponiert, dessen Temperaturänderung zu einer Magnetisierungsänderung  eines paramagnetischen Sensors führt, welche mit Hilfe eines supraleitenden Quanteninterferenzdetektors ausgelesen werden kann. Ionenätzprozesse erlauben es, durch die Nutzung der in einem Niederdruckplasma erzeugten Ionen, welche das Material an der Oberfläche eines Substrats abtragen, Strukturen im Bereich weniger Mikrometer zu erzeugen. Die für magnetische metallische Kalorimeter zum Beispiel benötigten Leiterbahnen, Absorber und thermischen Isolierungen können dadurch mit hoher Strukturtreue und Reproduzierbarkeit strukturiert werden. In dieser Arbeit wird die Etablierung und Optimierung von vier in der Arbeitsgruppe zur Herstellung metallischer magnetischer Kalorimeter verwendeten Prozessen detailliert beschrieben.

Plasmabased ion-etching has become a fundamental element in the fabrication of metallic magnetic calorimeters. They allow for the production of a multitude of identical detectors. The detection principle of metallic magnetic calorimeters relies on the conversion of particle-generated heat in an absober into a change of the magnetization of a paramagnetic sensor. Magnetic calorimeters provide a high energy resolution as well as a large bandwith, which makes them very suitable for high resolution X-ray spectroscopy. Plasma-based ion-etching uses the chemical and physical reaction of ions generated in a low-pressure discharge at the substrate surface, which results in a systematic removal of material. Thin-film patterning in the micrometer range can reliably be achieved. Conducting paths, particle absorbers and thermal isolation of selected areas on a substrate may be realized using this kind of process. This thesis presents the implementation and optimization of four processes used in this group for the microfabrication of metallic magnetic calorimeters.