Modulbeschreibung
Mikrotechnik II
Kürzel:
Durchführungszeitraum:
ECTS-Punkte:
Arbeitsaufwand:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen wichtige Arten von dünnen Schichten.
- kennen deren Eigenschaften und können diese beschreiben.
- wissen, mit welchen Verfahren und mit Hilfe welcher Anlagen diese Schichten hergestellt werden können.
- können für spezifische Anwendungen geeignete Schichten und Abscheideverfahren sowie die zugehörige Anlagentechnik auswählen.
- kennen geeignete Techniken, um Halbleiter zu dotieren.
- wissen, wie sich Oberflächen und dünne Schichten charakterisieren lassen.
- können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich der Beschichtungstechnik selbstständig bearbeiten, die Prozesse im Reinraum sowie Messungen an Schichten unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
- können grundsätzliche Funktionsprinzipien von physikalischen Sensoren verstehen.
- können MEMS-Sensoren entwerfen.
- kennen die wesentlichen Verfahren der planaren Oberflächen-Strukturierung durch Lithografie und Ätzen.
- kennen die einzelnen Prozessschritte der Fotolithografie, sowie die unterschiedlichen Belichtungsverfahren und Belichtungsapparaturen.
- kennen die Grundregeln des Maskendesigns und können selbstständig regelkonforme Masken zeichnen.
- verstehen die wichtigsten chemischen Vorgänge in der Ätztechnik und können die unterschiedlichen Ätztechniken mit ihrer Anwendbarkeit und Vor- und Nachteilen einsetzen.
- kennen die grundlegenden Gerätetypen und physikalischen Vorgänge der Trockenätztechnik.
- kennen die Opferschicht-Technologie zur Herstellung freitragender Strukturen sowie das Fotostruktur-Ätzen.
- können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich Mikrostrukturierung selbstständig bearbeiten, einzelne Prozesse im Reinraum unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.
Verantwortliche Person:
Telefon/EMail:
Standort (angeboten):
Fachbereiche:
Vorausgesetzte Module:
Anschlussmodule:
Modultyp:
ECTS-Punkte pro Kategorie
Modulbewertung
Bewertungsart:
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Beschichtung, MEMS-Sensoren sowie Mikrostrukturierung bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung..
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrostrukturierung ein Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrostrukturierung ein Projekt (Gewicht je 13%) bewertet.
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Beschichtung (Gewicht 33%), MEMS-Sensoren (Gewicht 34%) sowie Mikrostrukturierung (Gewicht 20%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Teilbewertung:
Kurse in diesem Modul
Mikrostrukturierung
Kürzel:
Arbeitsaufwand:
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die wesentlichen Verfahren der planaren Oberflächen-Strukturierung durch Lithografie und Ätzen.
- kennen die einzelnen Prozessschritte der Fotolithografie, sowie die unterschiedlichen Belichtungsverfahren und Belichtungsapparaturen.
- kennen die Grundregeln des Maskendesigns und können selbstständig regelkonforme Masken zeichnen.
- verstehen die wichtigsten chemischen Vorgänge in der Ätztechnik und können die unterschiedlichen Ätztechniken mit ihrer Anwendbarkeit und Vor- und Nachteilen einsetzen.
- kennen die grundlegenden Gerätetypen und physikalischen Vorgänge der Trockenätztechnik.
- kennen die Opferschicht-Technologie zur Herstellung freitragender Strukturen sowie das Fotostruktur-Ätzen.
- können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich Mikrostrukturierung selbstständig bearbeiten, die Prozesse im Reinraum unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.
Plan und Lerninhalt:
Lithografie
- Prozessschritte
- Belichtungsverfahren
- Belichtungsapparaturen (Maskaligner, Stepper)
- Resisttechnologien
- Maskentechnologie
- Alternative Lithografieverfahren
Ätztechnik
- Chemische und physikalische Grundlagen des Ätzens
- Nassätz-Prozess: Isotropes und anisotropes Ätzen von Silizium und metallischen Dünnschichten
- Trockenätzen und die verschiedenen Prozessanlagen
- Oberflächenmikromechanik mittels Opferschichtverfahren
- Fotostrukturierbare Gläser
- Herstellung und Eigenschaften von Siliziumsubstraten
Projektarbeit
- Maskendesign
- Entwurf eines Strukturierungsprozesses (Lithografie/Ätzen)
- Durchführung eines Mikrostrukturierungsprozesses im Reinraum
- Dokumentation der Projektarbeit / Bericht / Präsentation
Ansprechspersonen:
Fachbereiche:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Projektarbeit bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Beschichtung sowie MEMS-Sensoren statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Projektarbeit
Bibliographie:
Skript; MicroChemicals: Lithografie: Theorie und Anwendung von Fotolacken, Entwicklern, Ätzchemikalien und Lösemitteln; Madou, Fundamentals of Microfabrication and Nanotechnology, Third Edition, CRC Press (2011); Menz/Mohr: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, Wiley-VCH (2005)
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
MEMS-Sensoren
Kürzel:
Arbeitsaufwand:
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
- können grundsätzliche Funktionsprinzipien von physikalischen Sensoren verstehen.
- können MEMS-Sensoren entwerfen.
Plan und Lerninhalt:
- Grundlagen der Stromleitung
- Einführung in die Quantenmechanik
- Halbleiter Modellvorstellungen (Bindungen, Bänderstruktur, Dotierung, Ladungsträgerkonzentration)
- Ladungsträger Transporte (Drift, Diffusion, Injektion , Rekombination
- Kapazitive Sensoren
- Resonante Sensoren
- Piezoresistive Sensoren
- Thermische Sensoren
Ansprechspersonen:
Fachbereiche:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Beschichtung sowie Mikrostrukturierung statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung/Unterrichtsgespräch
Selbststudium (Übungsaufgaben, Nachbereiten der Fachinhalte)
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Beschichtung
Kürzel:
Arbeitsaufwand:
Semester:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen wichtige Arten von Schichten.
- kennen deren Eigenschaften und können diese beschreiben.
- wissen, mit welchen Verfahren und mit Hilfe welcher Anlagen diese Schichten hergestellt werden können.
- können für spezifische Anwendungen geeignete Schichten und Abscheideverfahren sowie die zugehörige Anlagentechnik auswählen.
- kennen geeignete Techniken, um Halbleiter zu dotieren.
- wissen, wie sich Oberflächen und dünne Schichten charakterisieren lassen.
- können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich der Beschichtungstechnik selbstständig bearbeiten, die Prozesse im Reinraum sowie Messungen an Schichten unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.
Plan und Lerninhalt:
Beschichtungsverfahren
- Niederdruckplasma
- Physikalische Gasphasenabscheidung
- Chemische Gasphasenabscheidung
Dotierverfahren
- Diffusion
- Implantation
Dünnschichtanalytik
- Elektronenmikroskopie
- Spektroskopische Verfahren
- Partkelbasierte Verfahren
Projektarbeit
- Beschichten unter Reinraumbedingungen
- Messen charakteristischer Schichteigenschaften
- Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse
Ansprechspersonen:
Fachbereiche:
Unterrichtssprache:
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Mikrostrukturierung sowie MEMS-Sensoren statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Praktikum, Selbststudium
Bibliographie:
Skript, Übungs- und Praktikumsunterlagen
Dünnschichttechnik:
Martin, Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings, Elsevier, 2010
Schultrich, Beschichtungsverfahren, Vakuum in Forschung und Praxis 18, 2006
Dotiertechnik:
Ruge und Mader, Halbleiter-Technologie, Springer, 1991
Schichtcharakterisierung:
Bubert und Jenett (Ed.), Surface and Thin Film Analysis, Wiley-VCH, 2002
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan