Mikrosystemtechnik und Halbleiterfertigung

Lehrinhalte

In den Lehrveranstaltungen werden sowohl die grundlegenden physikalisch-technischen Zusammenhänge als auch die speziellen Verfahren der Mikrosystemtechnik vermittelt. Die Inhalte lassen sich in folgende Schwerpunkte gliedern: 

  1. Grundlagen der Mikrosystemtechnik
    • Bedeutung, typische Anwendungen und Aufbau von Mikrosystemen
    • Allgemeine Werkstoffe der Mikrosystemtechnik
  2. Grundzüge der Halbleiterfertigung
    • Charakterisierung und Herstellung einfacher Schaltungselemente
    • Siliziumtechnologie und Waferherstellung
    • Siliziumtechnologie und Waferherstellung
    • Charakterisierung von Si-Wafern
    • Reinraum und Reinraumtechnik
    • Notwendigkeit und Zielsetzung der Reinraumtechnik
    • Klassifizierung und Aufbau von Reinräumen
    • Partikelkontamination und Maßnahmen zu deren Vermeidung
  3. Technologische Verfahren in der Mikrosystemtechnik / Halbleiterindustrie
    • Dünnschichttechnik
    • Thermische Oxidation
    • Aufdampfen
    • Sputtern
    • CVD-Verfahren
  4. Lithographie
    • Optische Belichtungsverfahren
    • LIGA-/Röntgenlithographie
    • Teilchenbasierte Lithographie
    • Schleuderbeschichtung (Spin Coating)
    • Fotoresiste und deren Eigenschaften
  5. Ätztechnik
    • Nasschemisches Ätzen
    • Chemische Ätzreaktionen
    • Anisotropie von Ätzprozessen
    • Trockenätzprozesse
    • Ätzgase
    • Reaktorkonfigurationen
  6. Dotiertechnik
    • Thermische Dotierung
    • Ionenimplantation
    • Aufbau und Funktionsweise von Dotieranlagen
    • Aktivierung und Diffusion von Dotieratomen
  7. Reinigungstechnik
    • Anforderungen an reine Räume
    • Geeignete Materialien und Prozessabläufe
    • Waferreinigung
  8. Aufbau- und Verbindungstechnik
    • Grundlegende Konzepte zur Realisierung funktionsfähiger Mikrosysteme
  9. Anforderungen und Anwendungen von Mikrosystemen
    • Messtechnische Eigenschaften von Sensor- und Mikrosystemen
    • Differentialstrukturen bei der Messwertaufnahme
    • Konkrete Anwendungen, z. B.:
      • Drucksensoren mit piezoresistiver Signalwandlung
    • Herstellung von Druck- und Beschleunigungssensoren
    • unterschiedliche Ausführungsformen
    • Formen der Signalwandlung
    • Prinzip der Beschleunigungsmessung
    • Beschleunigungssensorik

Reinraumpraktikum

  • geometrische und elektrische Charakterisierung von Wafern
  • Oxidation
  • Diffusion Bor / Phosphor
  • Lithographie
  • Sputtern
  • Plasmastrukturierung
  • Drahtbonden