KIP-Veröffentlichungen

Metallische-magnetischeKalorimeter (MMCs) sind Tieftemperatur-Teilchendetektoren mit einer hohen Energieauflösung über eine großes Energiespektrum. Für die Auslese von MMCs werden supraleitende Gleichstrom-Quanteninterferenzgeräte (dc-SQUIDs) verwendet, da diese hochmoderne Breitband-Magnetometer sind, welche als höchstsensitive Strommessgeräte verwendet werden können. Obwohl SQUIDs und MMCs kontinuierlich neu entworfen und hergestellt werden, ist es oft von Interesse bestimmte Chips wiederzuverwenden. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Charakterisierung eines Prozesses zur Entfernung von Aluminium-Bondrückständen auf mikrofabrizierten Chips mittels eines Nassätzungsverfahrens. Der Prozess wurde mit zwei Ätzlösungen charakterisiert: einer sauren Lösung und einer basischen Lösung. Es wurden Test-Strukturen, welche aus den verschiedenen in der Produktion von SQUIDs und MMCs verwendeten Materialien bestehen, vor und nach dem Ätzen mit beiden Lösungen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die saure Lösung das MMC-Sensormaterial (Silber-Erbium) angreift. Abgesehen davon, wurden für beide Lösungen keine signifikanten Änderungen in Bezug auf Materialdicke, RRR-Wert, und kritischen Strom beobachtet. Die Funktion von SQUIDs wurde vor und nach dem Ätzen charakterisiert, wobei SQUID-Charakteristiken und Rauschverhalten verwendet wurden, um den Einfluss des Ätzprozesses auf Aluminium/Aluminiumoxid basierten Josephson-Kontakten zu untersuchen. Bei der basischen Lösung stellte sich heraus, dass SQUIDs nach dem Ätzen erheblich beschädigt sind. Daher ist die basische Lösung nicht geeignet für den Einsatz mit SQUIDs. Für MMCs sind weitere Test der Funktionalität nach dem Ätzen erforderlich. Für die saure Lösung wurde eine gute Übereinstimmung der getesteten SQUID-Parameter vor und nach dem Ätzen festgestellt. Daraus ergibt sich, dass der Ätzprozess mit der sauren Lösung gefahrlos bei SQUIDs eingesetzt werden kann.

Metallic magnetic calorimeters (MMCs) are low temperature particle detectors with a high energy resolution over a broad energy range. For the readout of MMCs, direct current superconducting quantum interference devices (dc-SQUIDs) are used, as they are state-of-the-art broadband magnetometers that can be used as highly sensitive current sensors. Even though new MMCs and SQUIDs are constantly designed and fabricated, it is often of interest to reuse certain chips. This thesis discusses the development and characterization of a process for the removal of aluminium bond residues on microfabricated chips using wet etching. The process was characterized for two etching solutions: an acidic solution and an alkaline solution. Test structures fabricated with the different materials used in the production of SQUIDs and MMCs have been analized before and after etching with the two solutions. Here, we observed that the acidic solution damages the MMCs sensor material (silver--erbium). Otherwise, we observed no significant changes in material thickness, RRR value, or critical current for either of the two etching solutions. The performances of SQUIDs were characterized before and after etching using SQUID characteristics and a noise measurement in order to test the effect of the process on the tunnel junctions based on aluminium/aluminium oxide. For the alkaline solution, we observed that SQUIDs were severely damaged after etching. This solution is therefore not safe for SQUIDs. Functionality test for MMCs are still required. For the acidic solution, we observed good agreement in the tested parameters for SQUIDs after etching. Therefore, we conclude that the etching process with the acidic solution can safely be used for SQUIDs.