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 geeignete Techniken, um Halbleiter zu dotieren.
• wissen, welche Dotierstoffkonzentrationsprofile sich im Substrat realisieren lassen.
• wissen, wie sich Oberflächen und dünne Schichten charakterisieren lassen.
• kennen die Vor- und Nachteile unterschiedlicher oberflächenanalytischer Verfahren.
• können die Ergebnisse der besprochenen analytischen Verfahren richtig interpretieren und daraus geeignete Schlussfolgerungen für die untersuchten Substrate ziehen.

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 Prozesstechnologie (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)