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Technologien für Mikro und Nano Systeme

Umfang & Abschluss | Qualifikationsziele & Inhalte | Gliederung der Vorlesung

Umfang & Abschluss

Die Lehrveranstaltungen des Moduls werden in englischer Sprache gehalten.
Lehrformen des Moduls sind Vorlesung und Übung mit einem Umfang von jeweils 2 LVS (§ 4 Studienordnung):

  • V: Technologien für Mikro und Nano Systeme (2 LVS)
  • Ü: Technologien für Mikro und Nano Systeme (2 LVS)

Das Modul schließt mit einer Prüfungsleistung in Form einer englischsprachigen Klausur (Zeitdauer 120 Minuten) ab.

In diesem Modul werden 5 Leistungspunkte erworben. Die erfolgreiche Ablegung der Modulprüfung ist Voraussetzung für die Vergabe dieser Leistungspunkte. Die Bewertung der Prüfungsleistung und die Bildung der Modulnote sind in § 10 der Prüfungsordnung geregelt.

Das Modul wird in jedem Studienjahr angeboten und erstreckt sich bei regulärem Studienverlauf auf ein Semester.

Qualifikationsziele & Inhalte

Ziel dieses Moduls ist das Kennenlernen der technologischen Schritte und Prozessabläufe für MEMS und NEMS Komponenten und Systeme, Technologien für innovative MEMS und NEMS, sowie Technologien für die Systemintegration.

Inhalte:

  • Prozessschritte für Si MEMS/NEMS (Dotierung, Schichtabscheidung, Lithografie, 3D-Strukturierung, Abdünnen, Waferbonden)
  • Prozessschritte für nicht-Si NEMS/MEMS (Schichtabscheidung, Spritzguss, Abformen, Montage)
  • Si-basierte Technologien (Volumentechnologie, Oberflächentechnologie, Technologien mit hohem Aspektverhältnis, Dünnschichtverkapselung)
  • Technologien für alternative Materialien (LIGA, Polymer-basierte Prozessabläufe)
  • Packaging und 3D Integrationstechnologien
  • Messtechnik für MEMS/NEMS
  • Beispiele für Si MEMS (Spektrometer, Inertialsensoren, RF MEMS, Aktoren)
  • Beispiele für nicht-Si MEMS (großflächige Arrays, fluidische Systeme, Lab on Chip)
  • Beispiele für Nanokomponenten und NEMS (Nanoresonatoren, Oberflächen-Plasmonen-Resonanz, Gitter im Sub-wavelengh Bereich Beispiele für intelligente Systeme
  • Trends und Roadmaps

Gliederung der Vorlesung

  1. 1 Einführung / Übersicht
    1. I Grundlagen: Basisprozesse für Technologien der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik
      1. I.1 Reinräume/Fertigungsumfeld
      2. I.2 Einkristallines Silizium als Basismaterial
      3. I.3 Waferreinigung
      4. I.4 PVD
      5. I.5 CVD
      6. I.6 Oxidation
      7. I.7 Diffusion
      8. I.8 Ionenimplantation
      9. I.9 Lithografie/Maskenherstellung
      10. I.10 Strukturübertragung/Ätzen
      11. I.11 Waferbonden
      12. I.12 Packaging
      13. I.13 Messtechnik für die Prozesskontrolle
  3. 2 Prozessschritte für siliziumbasierte MEMS/NEMS
    1. 2.1 Abdünnen von Wafern
    2. 2.2 Elektrochemische Abscheidung (Electroplating)
    3. 2.3 Nanostrukturierung
    4. 2.4 3D Siliziumstrukturierung
    5. 2.5 3D Glasstrukturierung
  5. 3 Technologien für siliziumbasierte MEMS/NEMS
    1. 3.1 Bulktechnologien für MEMS
    2. 3.2 Oberflächentechnologien für MEMS
    3. 3.3 Technologien für Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis (HARMS)
    4. 3.4 Verkapselung von Mikrosystemen
  7. 4 Beispiele für siliziumbasierte MEMS/NEMS
    1. 4.1 Beschleunigungs- / Neigungs- / Vibrationssensoren
    2. 4.2 Resonatoren
    3. 4.3 Gyroskope
    4. 4.4 HF-MEMS
    5. 4.5 Spektrometer
  9. 5 Neue Materialien für mehr Funktionalität und Integration
    1. 5.1 Blei-Zirkonium-Titanat (PZT)
    2. 5.2 Polymer-Nanokomposite
  11. 6 Prozessschritte für nicht-Si MEMS/NEMS
    1. 6.1 Dickfilmtechnologien
    2. 6.2 Druckprozesse
    3. 6.3 Heissprägen
    4. 6.4 Spritzguss
  13. 7 Technologien für nicht-Si MEMS/NEMS
    1. 7.1 LIGA
  15. 8 Beispiele für nicht-Si MEMS/NEMS
    1. 8.1 Passive and aktive Mikrofluidik
    2. 8.2 Oberflächenplasmonenresonanz-Sensor
    3. 8.3 Polymerbasierter Drucksensor
  17. 9 3D Wafer level integration
  18. 10 MEMS/NEMS spezifische Messtechnik, Wafer Level Test