Modulbeschreibung
Mikrotechnik II
Kürzel:
M_MiT_II
Durchführungszeitraum:
FS/14
ECTS-Punkte:
12
Arbeitsaufwand:
360
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Stabilitätsverhalten von Verstärkern erläutern und auslegen.
- können Transistorverstärker auslegen und aufbauen.
- können das Kleinsignalverhalten eines Verstärkers angeben.
- können Logikgrundschaltungen entwerfen.
- können kombinatorische Schaltungen entwerfen.
- können sequentielle Schaltungen entwerfen.
- können unterschiedliche Zustandsautomaten zuordnen, abändern.
- können den Aufbau von Halbleiterspeichern erläutern.
- können Grundtypen der AD/DA-Wandler angeben.
- können beispielhaft einige integrierte Schaltungen mit deren Funktionen angeben.
- verstehen die Funktionsweise der wichtigsten Strahlungsquellen und –empfänger.
- kennen die Polarisation des Lichts und einige Anwendungen.
- kennen die Grundlagen der Lichttechnik.
- kennen die Grundlagen und Grenzen der Geometrischen Optik.
- kennen optische Abbildungsfehler und Abhilfemöglichkeiten.
- können Blenden konstruieren und kennen ihre Wirkung.
- kennen das Prinzip der Interferometrie und einige Anwendungen.
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
- können zu vorgegebenen, wohldefinierten physikalischen Fragestellungen die dafür notwendigen Messungen planen, vorbereiten, durchführen, protokollieren, auswerten und bewerten.
- kennen das praktische Arbeiten an physikalischen Fragestellungen im Labor.
- können sich effizient in ein für sie neues technisch-physikalisches Fachgebiet einarbeiten.
- können am Beispiel der LIGA-Technik die Herstellung komplexer Strukturen nachvollziehen.
- können mechanische Messmethoden für Mikrostrukturen einsetzen.
- kennen Lithographieverfahren und Mikroabformtechniken.
- kennen Verfahren, Potential uns Anwendungen der LIGA-Technik.
- kennen Verfahren zur mechanischen Vermessung kleinster Strukturen.
- können Orientierungen und Orientierungsbeziehungen erkennen und angeben.
- kennen die wesentlichen Parameter und Effekte bei der Abscheidung von Kristallfilmen aus der Gasphase; im Speziellen: Epitaxie, Vorzugsorientierungen und typische Baufehler in Kristallfilmen.
- kennen Messabläufe zur röntgenographischen Messung von Vorzugsorientierungen in Kristallfilmen.
- können die an Kunststoff-Verpackungen gestellten, vielseitigen Anforderungen (u.a. Schutz gegenüber diversen Einflüssen, Lebensmittelechtheit, usw.) formulieren und die hierfür geeigneten Materialien und Prozesse beschreiben und auswählen.
- kennen ausgewählte Fragestellungen und Probleme bei der Entwicklung und Fertigung von mikroelektronischen und mikromechanischen Bauteilen und Systemen.
- kennen Herstellverfahren und relevante Eigenschaften von Elastomeren.
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Buser Rudolf
Telefon/EMail:
++41 (0)81 7553456
/ u_2000039Standort (angeboten):
Buchs
Fachbereiche:
Elektronik, Optik, Mikro- und Nanotechnologie, Physik, Werkstofftechnik
Vorausgesetzte Module:
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 6)
Fach-Pflichtmodul für Mikrotechnik STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Technologie und Prozesse STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 4)
Fach-Pflichtmodul für Mikrotechnik STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Technologie und Prozesse STD_05 (PF)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Profilmodule / 12 Punkte
Profilmodule / 12 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Prüfung nach spezieller Definition
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in sechs Teilen statt. Die Kurse Werkstofftechnik II, Technische Optik I, Mikrotechnische Verfahren II, Halbleiter und Feskörperphysik, Physikpraktikum sowie Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird in den beiden Kursen Halbleiter und Festkörperphysik sowie Mikrotechnische Verfahren II eine Prüfung geschrieben. Während der Unterrichstphase wird im Kurs Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet. Während der Unterrichstphase wird im Kurs Physikpraktikum Versuchsberichte bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den beiden Kursen Halbleiter und Festkörperphysik sowie Mikrotechnische Verfahren II eine Prüfung geschrieben (Gewicht je 8.333%). Während der Unterrichstphase wird im Kurs Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet (Gewicht Laborarbeit 4.167% und Präsentation 4.167%). Während der Unterrichstphase wird im Kurs Physikpraktikum Versuchsberichte bewertet (Gewicht 10%).
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in sechs Teilen statt. Die Kurse Werkstofftechnik II (Gewicht 16.667%), Technische Optik I (Gewicht 16.667%), Mikrotechnische Verfahren II (Gewicht 8.333%), Halbleiter und Feskörperphysik (Gewicht 8.333%), Physikpraktikum (Gewicht 6.667%) sowie Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik (Gewicht 8.333%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik
Kürzel:
MiT_II_D
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Stabilitätsverhalten von Verstärkern erläutern und auslegen.
- können Transistorverstärker auslegen und aufbauen.
- können das Kleinsignalverhalten eines Verstärkers angeben.
- können Logikgrundschaltungen entwerfen.
- können kombinatorische Schaltungen entwerfen.
- können sequentielle Schaltungen entwerfen.
- können unterschiedliche Zustandsautomaten zuordnen, abändern.
- können den Aufbau von Halbleiterspeichern erläutern.
- können Grundtypen der AD/DA-Wandler angeben.
- können beispielhaft einige integrierte Schaltungen mit deren Funktionen angeben.
Plan und Lerninhalt:
- Verstärkerschaltungen (Stabilität, Oszillatoren)
- Transistorverstärker
- Kleinsignalverhalten
- Logik Grundschaltungen
- Kombinatorische Logik
- Sequenzielle Logik
- Zustandsautomaten / Halbleiterspeicher
- AD/DA-Wandler, Integrierte Schaltungen, ASCI
Ansprechspersonen:
Grabher René
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Laborarbeit mit einer Präsentation bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Technische Mechanik II, Halbleiter und Festkörperphysik, Mikrotechnische Verfahren II, Physikpraktikum sowie Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrgespräch, Übungen im Klassenverband, Laborübung, Selbststudium
Bibliographie:
Skript
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Technische Optik I
Kürzel:
MiT_II_O
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die Funktionsweise der wichtigsten Strahlungsquellen und –empfänger.
- kennen die Polarisation des Lichts und einige Anwendungen.
- kennen die Grundlagen der Lichttechnik.
- kennen die Grundlagen und Grenzen der Geometrischen Optik.
- kennen optische Abbildungsfehler und Abhilfemöglichkeiten.
- können Blenden konstruieren und kennen ihre Wirkung.
- kennen das Prinzip der Interferometrie und einige Anwendungen.
Plan und Lerninhalt:
- Lichtquellen (Kontinuumstrahler, Linienstrahler)
- Lichtempfänger (Fotoelement, Fotodiode, Fototransistor, CCD, CMOS, Farbkamera)
- Polarisation (Doppelbrechung, Brewstereffekt, Spannungsoptik)
- Paraxiale Optik (Abbildungsgleichungen, Pupillen und Luken, Seidelsche Abbildungsfehler, Köhlersche Beleuchtung, Dispersion, Achromate)
- Laser (Laserprinzip, Eigenschaften, Moden, Fokussierbarkeit, zeitliche und räumliche Kohärenz, Anwendungen in Materialbearbeitung und Medizin)
- Interferometrie (Grundlagen, Anwendungen, Zwei- und Mehrstrahlinferometrie)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Ettemeyer Andreas
Fachbereiche:
Optik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Halbleiter und Festkörperphysik, Mikrotechnische Verfahren II, Physikpraktikum sowie Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Seminaristischer Unterricht, begleitete Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Halbleiter und Festkörperphysik
Kürzel:
MiT_II_H
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
Plan und Lerninhalt:
- Grundlagen der Stromleitung
- Grundlagen der Quantemmechanik
- Halbleiterherstellung (CZ, floatzone)
- Halbleiter Modellvorstellungen (Bindungen, Bänderstruktur, Dotierung, Ladungsträgerkonzentration)
- Ladungsträger Transporte (Drift, Diffusion, Injektion , Rekombination)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Buser Rudolf
Fachbereiche:
Mikro- und Nanotechnologie
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Optik, Mikrotechnische Verfahren II, Physikpraktikum sowie Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Skript
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Physikpraktikum
Kürzel:
MiT_II_P
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können zu vorgegebenen, wohldefinierten physikalischen Fragestellungen die dafür notwendigen Messungen planen, vorbereiten, durchführen, protokollieren, auswerten und bewerten.
- kennen das praktische Arbeiten an physikalischen Fragestellungen im Labor.
- können sich effizient in ein für sie neues technisch-physikalisches Fachgebiet einarbeiten.
Plan und Lerninhalt:
Durchführung von Praktikumsversuchen mit
physikalischen Fragestellungen aus verschiedenen
Bereichen.
- Verstehen der Aufgabe und des Versuchsaufbaus
- Verstehen der dahinter stehenden Theorie
- Korrektes Durchführen von Messungen
- Auswerten von Messergebnissen (inkl. Messunsicherheit)
- Dokumentieren von Messungen (Laborjournal)
- Verstehen der Grenzen des Messprinzips und der Messapparatur
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Michler Markus
Fachbereiche:
Physik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Die Versuchsberichte werden bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Optik, Halbleiter und Festkörperphysik, Mikrotechnische Verfahren II sowie Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
6 der 7 Praktikumsversuche sind “standardisiert“ und beruhen mehrheitlich auf bereits erworbenem Theoriewissen der Grundlagenkurse in Physik, das mit der Berarbeitung der konkreten Aufgabenstellungen vertieft und besser verankert wird. Noch fehlendes Wissen wird im Selbststudium erarbeitet. Die Versuchsdurchführung ist begleitet.
1 Praktikumsversuch ist “offen“ gestaltet und erfordert die völlig eigenständige Erarbeitung eines für die Studierenden absolut neuen Fachgebietes im Selbststudium. Die Versuchsdurchführung ist begleitet.
Bibliographie:
Skript
Versuchsanleitungen zu den einzelnen Praktikumsversuchen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.
Mikrotechnische Verfahren II
Kürzel:
MiT_II_V
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können am Beispiel der LIGA-Technik die Herstellung komplexer Strukturen nachvollziehen.
- können mechanische Messmethoden für Mikrostrukturen einsetzen.
- kennen Lithographieverfahren und Mikroabformtechniken.
- kennen Verfahren, Potential uns Anwendungen der LIGA-Technik.
- kennen Verfahren zur mechanischen Vermessung kleinster Strukturen.
Plan und Lerninhalt:
Lithographie
- Einführung – „Was ist Lithographie“
- Photolithographie – Prozessschritte
- Belichtungsverfahren
- Belichtungsapparaturen (Maskaligner, Stepper)
- Resisttechnologien
- Maskentechnologie
- Alternative Lithographieverfahren (e-beam, Röntgenstrahllithographie, EUV, ...)
Mikroabformung
- Abformverfahren / -prozesse
- Maschinentechnik / Formeinsätze
- Materialien
Mechanische Messmethoden der Mikrotechnik
- Taster & Stylus Profilometer
- Rasterkraft-Mikroskop (AFM)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Michler Markus
Fachbereiche:
Mikro- und Nanotechnologie
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Optik, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum sowie Werkstofftechnik II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Labordemonstrationen, Selbststudium
Bibliographie:
Skriptum
Literaturempfehlungen:
- EinfühVieweg Verlag (2000)
- Hanser Verlag (2002)
- Brück/Rizvi/SHanser Verlag (2001)
- Menz/Mohr: MikWiley-VCH (2005)
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Werkstofftechnik II
Kürzel:
MiT_II_W
Arbeitsaufwand:
60
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können Orientierungen und Orientierungsbeziehungen erkennen und angeben.
- kennen die wesentlichen Parameter und Effekte bei der Abscheidung von Kristallfilmen aus der Gasphase; im Speziellen: Epitaxie, Vorzugsorientierungen und typische Baufehler in Kristallfilmen.
- kennen Messabläufe zur röntgenographischen Messung von Vorzugsorientierungen in Kristallfilmen.
- können die an Kunststoff-Verpackungen gestellten, vielseitigen Anforderungen (u.a. Schutz gegenüber diversen Einflüssen, Lebensmittelechtheit, usw.) formulieren und die hierfür geeigneten Materialien und Prozesse beschreiben und auswählen.
- kennen ausgewählte Fragestellungen und Probleme bei der Entwicklung und Fertigung von mikroelektronischen und mikromechanischen Bauteilen und Systemen.
- kennen Herstellverfahren und relevante Eigenschaften von Elastomeren.
Plan und Lerninhalt:
Arbeitstechniken und Werkstoffe in den Mikrotechniken
- Messung und Beschreibung von Orientierungen und Orientierungsbeziehungen mittels Stereographischer Projektion und röntgenographischer Texturmessungen.
- Keimbildung, Keimwachstum, Korngefüge und typische Defekte in Kristallfilmen: Entstehung, Eigenschaften und Einflussparameter.
Verpackungstechnik mit Kunststoffen
- Funktionen & Eigenschaftsprofile:
- Polstereigenschaften
- Permeation und Migration von Stoffen, Sensorik, etc. - Verfahren zur Herstellung von Verpackungen
- Multilayer-Folien, Schweissen und Siegeln, Schaumstoffe
- Beschriftungs- und Bedruckungstechniken
- Verpackungsmaschinen
Elastomerwerkstoffe
- Typisierung von Elastomeren
- Chemie und messtechnische Charakterisierung der Vernetzung
- Verfahrenstechnik: Compoundierung, Vulkanisation
- spezifische Eigenschaftsprofile: Elastizität, Chemikalien-Beständigkeit und -Durchlässigkeit
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Herres Nikolaus
Fachbereiche:
Werkstofftechnik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik, Technische Optik, Halbleiter und Festkörperphysik, Physikpraktikum sowie Mikrotechnische Verfahren II statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium, Praktika
Bibliographie:
Eigene Skripte, Übungsunterlagen, Praktikumsanleitungen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Der Kurs findet alle 14-Tage à 4 Lektionen statt.