Hochparallele Integration von nitridischen Mikro-Leuchtdioden auf flexiblen Sonden für die Anwendung in der Optogenetik

Diese Arbeit beschreibt die Realisierung linearer Anordnungen von miniaturisierten Leuchtdioden (LEDs) auf wahlweise starrem oder flexiblem Substrat. Dieses neuartige Bauteil findet vor allem in der optogenetischen Forschung vielfältige potentielle Einsatzmöglichkeiten. Diese Art von Bauteil verzichtet auf den Einsatz von makroskopischen Lichtquellen und erreicht dadurch eine hohe räumliche Auflösung mit einem Abstand der LEDs von 100 µm. Insbesondere wird hier der erste Prototyp eines optischen Cochlea-Implantates vorgestellt. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Eignung für die Cochlea der Maus dar. Um die hierzu nötige Geometrie und insbesondere einen Bauteildurchmesser von weniger als 300 μm und Biegeradien von 500 μm zu erreichen, ist der Einsatz von innovativen mikrotechnologischen Fertigungsprozessen unabdingbar.
Ausgehend vom konzeptionellen Design werden die Prozessentwicklung sowie die elektrooptische und mechanische Charakterisierung der hergestellten Bauelemente beschrieben. Der hier entwickelte Ansatz kennzeichnet sich dabei durch eine neuartige Kombination zweier separater Waferprozesse in Verbindung mit einem hochparallelen Schichttransfer der Mikro-LEDs auf Waferebene aus. Dadurch konnte eine bisher unerreichte Anzahl von bis zu 120 LEDs auf einer flexiblen Sonde integriert werden. Ein besonderes Augenmerk in der Prozessführung liegt dabei auf dem Einsatz von lasergestützten Techniken, welche vielseitig in der Sondenfertigung eingesetzt werden.