Modulbeschreibung

Mikrotechnik II

ECTS-Punkte:
12
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.

Kurse in diesem Modul

Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik:
  • Verstärkerschaltungen (Stabilität, Oszillatoren)
  • Transistorverstärker
  • Kleinsignalverhalten
  • Logik Grundschaltungen
  • Kombinatorische Logik
  • Sequenzielle Logik
  • Zustandsautomaten / Halbleiterspeicher
  • AD/DA-Wandler, Integrierte Schaltungen, ASCI
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Technische Optik:
  • Lichtquellen (Sonne, 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 (Abbildung durch ein und mehrere Flächen, Auslegung einfacher optischer Systeme, Bestimmung der Bildfehler)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Halbleiter und Festkörperphysik:
  • Grundlagen der Stromleitung
  • Grundlagen der Quantemmechanik
  • Halbleiterherstellung (CZ, floatzone)
  • Halbleiter Modellvorstellungen (Bindungen, Bänderstruktur, Dotierung, Ladungsträgerkonzentration)
  • Ladungsträger Transporte (Drift, Diffusion, Injektion , Rekombination)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Physikpraktikum:

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
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Mikrotechnische Verfahren II:

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)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Werkstofftechnik II:

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
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.