Modulbeschreibung

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.

• können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich Mikrostrukturierung selbstständig bearbeiten, die Prozesse im Reinraum unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.

•  kennen das Konzept diskreter Energieniveaus in Atomen und das Bändermodell in Festkörpern. 

• verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.

• kennen die verschiedenen Absorptions- und Emissionsprozesse in atomaren Systemen und in Halbleitern und können diese qualitativ beschreiben.

• kennen wichtige Arten von Schichten, deren Eigenschaften und können diese beschreiben.

• wissen, mit welchen Verfahren und mit Hilfe welcher Anlagen diese Schichten hergestellt werden.

• können für spezifische Anwendungen geeignete Schichten und Abscheideverfahren sowie die zugehörige Anlagentechnik auswählen.

• können eine gegebene Aufgabenstellung aus dem Bereich der Beschichtungstechnik selbstständig bearbeiten, die Prozesse im Reinraum sowie Messungen unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse dokumentieren und präsentieren.

• kennen die wichtigsten Materialien und biologischen Moleküle, sowie die grundlegenden Analyse- und Messverfahren in den Life Science. 

• kennen Lab-on-Chip Konzepte mit Mikrofluidik-Komponenten, biochemische Sensoren und Beispiele von Systemen in Medizintechnik und Diagnostik. 

• verstehen anhand ausgewählter Beispiele, wie Analyse- und Messsysteme mikrotechnisch umgesetzt und in den Life Science angewendet werden. 

• verstehen anhand ausgewählter Beispiele, wie optische/photonische, elektrochemische Messsysteme und Sensoren in den Lifescience und der Medizinaltechnik eingesetzt werden. 

• kennen das Konzept elektromagnetischer Wellen als Transversalwellen.

• verstehen das Konzept der Polarisation, kennen die unterschiedlichen Polarisationsformen und die wichtigsten optischen Elemente zur Beeinflussung der Polarisation.

• kennen das Konzept von Kohärenz und Interferenz.

• können Beugungsphänomene (Fresnel- und Fraunhofer Beugung) erkennen, und beschreiben.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrostrukturierung ein Projekt bewertet.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrostrukturierung ein Projekt (Gewicht 12%) bewertet..

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in fünf Teilen statt. Die Kurse Mikrostrukturierung (Gewicht 20%), Halbleiter (Gewicht 17%), Beschichtung (Gewicht 17%), Biosensorik (Gewicht 17%) und Wellenoptik (Gewicht 17%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

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.

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

Vorlesung, Übungen, Projektarbeit

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)