Die Vorlesung spannt den Bogen vom Halbleiter- und Mikrosystemtechnik-Material Silicium bis zu dessen Anwendung im System, wobei hier ausgewählte Beispiele eingeführt werden. Sie vermittelt damit einen Einblick in Anwendungen und zeigt die Vorteile und Grenzen von immer weiter verkleinerten Systemen auf, aber auch die Gründe, warum Silicium sich als universelles Substrat durchgesetzt hat.
Da die besonderen Eigenschaften von Silicium, die weit über die halbleitende Eigenschaft hinausgehen, die Basis für Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik sind, werden diese mit Blick auf elektronische, thermische und mechanische Parameter eingeführt, auch mit Blick auf das anisotrope Verhalten eines Si-Einkristalls.
In einem weiteren Block werden allgemein die Effekte der Skalierung betrachtet, angewandt auf eine einzelne Eigenschaft, auf ein System oder auf das Verhältnis von Eigenschaften. Hierzu wird ein systematisches Verfahren zur Bestimmung des Skalierungsfaktors vorgestellt und die Ähnlichkeitstheorie mit Hilfe von Kennzahlen eingeführt.
Da neben der elektrischen Domäne auch die mechanische und die thermische Domäne von großer Bedeutung für Sensorik, Aktorik, aber auch für die reine Mikroelektronik (Kühlung, Zuverlässigkeit von Komponenten) sind, werden Analogie-Modell auf Basis der Bilanz- und Kontinuitätsgleichung eingeführt und damit die Berechnung von Netzwerken mit Hilfe der Kirchhoff‘schen Regeln um Modelle für mechanische und thermische Größen erweitert. Dies erlaubt die Betrachtung dieser beiden Domänen mit Verfahren, die aus der Elektronik bekannt sind.
In einem weiteren Teil werden die Grundlagen der Halbleitertechnologie eingeführt, mit deren Hilfe sowohl Mikroelektronik als auch Mikrosysteme wie Sensoren gefertigt werden. Dies umfasst eine Auswahl an additiven (PVD, CVD) wie subtraktiven Prozessen (Plasmaätzen, DRIE) der Dünnschichttechnik als auch Verfahren wie die Fotolithografie und die Dotierung von Halbleitern.
- Kursleiter/in: Martin Hoffmann
- Kursleiter/in: Ulrich Wieser