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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 Introduction / Overview
    1. I Special offer: Basic processes for microelectronics and microsystem technology
      1. I.1 Cleanroom/fabrication environment
      2. I.2 Single crystallin Si as basic material
      3. I.3 Wafer cleaning
      4. I.4 PVD
      5. I.5 CVD
      6. I.6 Oxidation
      7. I.7 Diffusion
      8. I.8 Ion implantation
      9. I.9 Lithography/Mask fabrication
      10. I.10 Pattern transfer/etching
      11. I.11 Waferbonding
      12. I.12 Packaging
      13. I.13 Measuring technique for process control
  3. 2 Process steps for Si based MEMS/NEMS
    1. 2.1 Wafer thinning
    2. 2.2 Electroplating
    3. 2.3 Nano patterning (e.g. nanoimprinting)
    4. 2.4 3D Si patterning (e.g. amorphous Si)
    5. 2.5 3D glass patterning
    6. 2.6 Wafer bonding approaches for integration
  5. 3 Technologies for Si based MEMS/NEMS
    1. 3.1 Bulk technologies
    2. 3.2 Surface MM based on poly-Si, poly-refill
    3. 3.3 HARSE (SCREAM / AIM / LISA / BDRIE)
    4. 3.4 Thin film encapsulation
  7. 4 Examples for Si based MEMS/NEMS
    1. 4.1 Acceleration/Inclination/Vibsens
    2. 4.2 Resonators (e.g. nanoresonators)
    3. 4.3 Gyroscopes
    4. 4.4 RF-MEMS
    5. 4.5 Spectrometers
  9. 5 New materials for more functionality and integration
    1. 5.1 PZT
    2. 5.2 polymeric nanocomposites
  11. 6 Process steps for non-Si MEMS/NEMS
    1. 6.1 Thick film deposition
    2. 6.2 Printing
    3. 6.3 hot embossing
    4. 6.4 injection molding
  13. 7 Technologies for non-Si MEMS/NEMS
    1. 7.1 LIGA
  15. 8 Examples for non-Si MEMS/NEMS
    1. 8.1 passive and active microfluidics
    2. 8.2 SPR-sensor - SEMOFS
    3. 8.3 polymeric pressure sensor/table tennis racket
  17. 9 3D Wafer level, integration MEMS+ASIC (example: smart label
  18. 10 MEMS/NEMS measurement techniques, wafer level testing