Anhang 5 Anrechnung beruflicher Kompetenzen auf universitäre ingenieurwissenschaftliche Studiengänge in Thüringen Äquivalenzvergleich Staatlich geprüfte/r Techniker/in (ZQ MST) mit Modulen des Studiengangs Elektro- und Informationstechnik der TUI November 2006 BWAW Bildungswerk für berufsbezogene Aus- und Weiterbildung Thüringen ggmbh Peter-Cornelius-Straße 12 99096 Erfurt Tel.: 0361 601460 Fax: 0361 6014612 E-Mail: info@bwaw-thueringen.de
Name des Faches: Grundlagen der Schaltungstechnik mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: BA Mechatronik, BA Ingenieurinformatik, BA Elektro- und Informationstechnik - Elektronik und Systemtechnik BA Biomedizinische Technik - Elektronik / Schaltungstechnik Fachverantwortliche(r): PD Dr.-Ing. habil. Jürgen Kampe 2 Signale und Schaltungen und deren Beschreibung, Entwurfsmethodik, Schaltungssimulation für den Analogentwurf, Wechselstrom-, Gleichstrom-, Transientenanalyse. Grundfunktionen und Anwendungen passiver Schaltungen. Nichtlineare Schaltungen: Nichtlineare Widerstände, Dioden, Bipolar- und Feldeffekttransistoren, Großsignalmodelle und linearisierte Schaltungsmodelle, Groß- und Kleinsignalaussteuerung, Betriebskenngrößen der Grundschaltungen, Auswahl einer geeigneten Grundschaltung. Rückgekoppelte Schaltungen, Dynamische Stabilität mehrstufiger Schaltungen, Komponierbarkeit von Schaltungen, Ansteuer- und Leitungsmodi. Wechselspannungsgekoppelte Schaltungen: Arbeitspunkteinstellung und -stabilisierung, Dynamische Eigenschaften, Schaltungskonstruktion und Dimensionierung von Schaltungen mit Bipolar- und Feldeffekttransistoren. Integrierte Grundschaltungen: Funktionsweise und Anwendung der Darlington-, Kaskodeschaltung, Differenzstufe, phasenaddierende Schaltungen, Endstufen. Gleichspannungsgekoppelte Schaltungen: Funktionale Analyse, Arbeitspunkteinstellung, Dynamische Eigenschaften, Schaltungskonstruktion und Dimensionierung. Idealer und realer Operationsverstärker und Applikationen, Schaltkreisfamilien. Boole sche Algebra, Schaltalgebra Theoreme und Rechenregeln Boole sche Funktionen, Schaltfunktionen Vollständige Operatorensysteme (Logiksysteme) Vereinfachung von Schaltfunktionen mit KV-Tafeln Entwicklung von Steuerungssystemen - Allgemeine Formulierung einer Steuerungsaufgabe - Synthese von Schaltnetzen - Schaltwerke Analyse der Schaltkreise - Unterscheiden verwendeter Bauelemente nach Kenngrößen, Belegungshinweisen, Rastermaßen - Lesen und Verwenden von Schaltteil-Listen - 2 -
Vorkenntnisse Allgemeine Elektrotechnik, Elektronik Die Studierenden kennen die wichtigsten elektronischen Bauelemente und ihre Grundschaltungen sowie die dazugehörigen Beschreibungsmittel. Sie kennen die IC-Schaltkreisfamilien und ihre Eigenschaften. Die Studierenden verstehen die schaltungstechnischen Grundprinzipien, insbesondere Stabilisierung, Rückkopplung und Superposition und können sie anwenden. Die Studierenden kennen die wichtigsten Kompositionsprinzipien der Schaltungstechnik. Sie sind in der Lage, die Funktion zusammengesetzter Transistorschaltungen zu verstehen und anhand von Schaltungssimulationen zu bewerten. Die funktionale Analyse ist als Methode zum Erschließen der Funktion von Transistorschaltungen anwendbar. Die Studierenden sind in der Lage, wechsel- und gleichstromgekoppelte Schaltungen topologisch zu synthetisieren und für relevante Anwendungsfälle zu dimensionieren. Name des Faches: Elektrische Messtechnik mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: BA Ingenieurinformatik, - Modul: Elektronik und Systemtechnik BA Elektro- und Informationstechnik, BA Biomedizintechnik - Elektronik und Systemtechnik Fachverantwortliche(r): Dr. Sachs 2 Std. Selbststudium je Woche Vorkenntnisse Grundbegriffe der Messtechnik, Messkette, Messdynamik, zufällige und systematische (statische und dynamische) Messfehler, Fehlerfortpflanzung, Kenngrößen von Signalen; Strom- und Spannungsmessung, mechanische Messwerke, Analog-Digital-Konverter, Gleichrichter, analoges und digitales Oszilloskop, Logikanalysator; Messung von Leistung und Energie; Zeit- und Frequenzmessung, Zeit- und Frequenznormale, Messbrücken; Messungen an Zwei- und Vierpolen (Kleinsignalparameter und Betriebskenngrößen), Sensoren für geometrische und mechanische Größen, Temperatur, optische, induktive, resistive und kapazitive Sensoren Allgemeine Elektrotechnik 1. und 2. Semester, Mathematik 1. und 2. Semester, Grundlagen der Physik Ausgehend von der Einführung grundlegender Messverfahren zur Bestimmung der wichtigsten elektrischen Größen und einiger nichtelektrischer Größen wird der Student in die Lage versetzt, selbständig Messprobleme zu bearbeiten und zu bewerten. Durch Arbeiten mit Blockschaltbildern wird das "Systemdenken" geschult, um komplexere Problemstellungen analysieren und gezielt in Teilprobleme untergliedern zu können und darauf aufbauend geeignete Messstrategien zu entwerfen. Die Erfassung, Wandlung und Verarbeitung von Messwerten wird in erster Linie anhand digita- Überblick über analoge und binäre Sensoren - Elektrisches Messen nichtelektrischer Größen - Binäre Sensoren - 3 -
ler Methoden erläutert, damit der Studierende die Vorteile der digitalen Messdatenverarbeitung erkennt und diese gewinnbringend bei der Lösung von Messaufgaben einsetzen kann. Name des Faches: Regelungs- und Systemtechnik 1 mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: BA Elektrotechnik und Informationstechnik - Einführung in die Studienschwerpunkte BA Maschinenbau und BA Mechatronik - Elektronik und Systemtechnik Fachverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. habil. Ch. Ament ca. 30 min Nachbereitung jeder Vorlesung und jeder Übung; Versuche im Praktikum Ganz gleich, ob es sich um die Dynamik eines Fahrzeugs oder eines Mikrosystems, um thermische oder elektrische Prozesse handelt: Dies alles sind dynamische (d.h. zeitveränderliche) Systeme, die in einheitlicher Weise beschrieben werden können. Im ersten Teil der Vorlesung (Kap. 1-3) wird die Beschreibung dynamischer Systeme im Blockschaltbild, im Zeitbereich (insbesondere als Zustandsraum-Darstellung) sowie im Frequenzbereich eingeführt. Auf dieser Basis können Systemeigenschaften analysiert werden (Kap. 4): Graphische Darstellungen wie der Pol-Nullstellen-Plan, das Bode-Diagramm oder die Wurzelortskurve geben z.b. Aufschluss über Stabilität oder Schwingungsfähigkeit des Systems. Es wird auch möglich, gezielt in die Dynamik solcher Systeme einzugreifen. Dazu werden in Kap. 5 Reglerentwurfsverfahren entwickelt. Das letzte Kapitel 6 betrachtet Systeme, die durch diskrete Zustände charakterisiert sind (eine Maschine ist z.b. frei, belegt oder gestört ). Die Systembeschreibung im Zustandsautomaten und der Entwurf einer Steuerung zur dynamischen Beeinflussung werden vorgestellt. Gliederung: 0 Vorbemerkungen 1 Beschreibung kont. Systeme durch das Blockschaltbild 2 Beschreibung kont. Systeme im Zeitbereich 3 Beschreibung kont. Systeme im Bildbereich 4 Systemeigenschaften 5 Regelung 6 Ereignisdiskrete Systeme Abgrenzung der Begriffe Steuern und Regeln Wirkungsablauf und Elemente einer offenen Steuerkette, Blockschaltbild Unterscheidungsmerkmale für Steuerungen nach DIN 19237 Darstellung von Steuerungsaufgaben - verbale Beschreibung - Funktionsdiagramme und - pläne - Boole sche Gleichungen Bedeutung der Regelungstechnik - Grundbegriffe - der geschlossenen Regelkreis - Kenngrößen des Regelkreises Regelstrecken - Beschreibungs- und Untersuchungsmethoden - 4 -
Vorkenntnisse Abgeschlossene Fächer Mathematik 1-3, Physik 1-2 und des Moduls Informatik Die Studierenden lernen dynamische Systeme zu modellieren, zu analysieren und durch eine Regelung oder Steuerung zu beeinflussen. Sie sollen ein ganzheitliches Verständnis für das dynamische Verhalten von Systemen entwickeln und einfache Regelungen entwerfen können. - Strecken mit Ausgleich erster und höherer Ordnung, ohne Ausgleich, Strecken mit Totzeit Überblick über Regler Einsatzmöglichkeiten von Reglern für verschiedene Strecken Name des Faches: Mikro- und Halbleitertechnologie 1 mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Mikro-, Nano- und Elektrotechnologie Fachverantwortliche(r): Dr. Jörg Pezoldt 2 SWS Die Vorlesung gibt eine Einführung in die physikalischen, chemischen und technischen Grundlagen der Einzelprozesse, die bei der Herstellung von Sensoren, Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltkreisen, Sensor- und Mikrosystemen Verwendung finden. Die technologischen Verfahren und Abläufe, sowie die Anlagentechnik zur Fertigung von Halbleiterbauelementen und deren Integration in Systeme werden am Beispiel der Siliziumtechnologie und Galliumarsenidtechnologie vermittelt. 1. Einführung in die Halbleitertechnologie: Die Welt der kontrollierten Defekte 2. Einkristallzucht 3. Scheibenherstellung 4. Waferreinigung 5. Epitaxie 6. Dotieren: Legieren und Diffusion 7. Dotieren: Ionenimplantation, Transmutationslegierung 8. Thermische Oxidation 9. Methoden der Schichtabscheidung: Bedampfen Dünnschichttechnologie - Schichterzeugung - Schichtstrukturierung: Lithografie, Ätzen - 5 -
Vorkenntnisse 10. Methoden der Schichtabscheidung: CVD 11. Methoden der Schichtabscheidung: Plasma gestützte Prozesse 12. Ätzprozesse: Nasschemisches isotropes und anisotropes Ätzen 13. Ätzprozesse: Trockenchemisches isotropes und anisotropes Ätzen 14. Elemente der Prozeßintegration Grundkenntnisse in Physik, Chemie und den Funktionsweisen von elektronischen Bauelementen und integrierten Schaltkreisen Grundverständnis und Verständnis für die Einzelprozesse und des physikalisch materialwissenschaftlichen Hintergrundes der Herstellung von Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltkreisen, Sensor- und Mikrosystemen. Es werden Fähigkeiten vermittelt, die es ermöglichen, die einzelnen Prozessschritte in der Mikro- und Halbleitertechnologie hinsichtlich der physikalischen, chemischen und materialwissenschaftlichen Grundlagen und ihrer Anwendbarkeit zu analysieren und zu bewerten. Name des Faches: Elektroniktechnologie 1 mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Mikro-, Nano- und Elektrotechnologie Fachverantwortliche(r): Dr. Drüe 1 SWS Design, Materialien, Equipment und Technologie für elektronische Schaltungen, Module, Baugruppen und Geräte, - Leiterplatten und Hybridtechnologie (insbesondere Dickschichttechnik) Belege: 1. Entwurf einer Leiterplatte 2. Berechnung, Layout und Technologie eines Dickschichtschaltkreises Richtlinien für das Leiterplattendesign - Leiterplattenkontur, Einfluss der Bestückungsmöglichkeiten - Berücksichtigung möglicher Lötverfahren Entflechten/Routen - Umsetzung eines Schaltplanes in ein Platinenlayout - Entflechtungsregeln Optimierung des Layoutentwurfs - Ausrichten der Bauelemen- - 6 -
Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik, Schaltungstechnik, Werkstoffe/ Materialien d. ET Die Studenten sind in der Lage, Leiterplatten, Hybridschaltkreise und elektronische Baugruppen zu entwerfen, zu analysieren und die Einsatzmöglichkeiten und Leistungsparameter zu bewerten. Die Studenten sind in der Lage, das systematisch erschlossene Fachwissens zur Elektroniktechnologie anzuwenden und zu nutzen (z.b. in komplexen Belegen und Praktika) te ohne Beeinflussung der Funktion Anfertigung von Fertigungsunterlagen - Herstellung der Belichtungsmaske - Bestückungszeichnung - Kontrollunterlagen Dickschichttechnologie - Siebdrucktechnik Name des Moduls: Mikro- und Nanoelektronik mögliche vergleichbare Inhalte des Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing.habil. Dr.rer.nat. Ch. Knedlik Lernziele Die Studierenden sind in der Lage, mikro- und nanosensorische Bauelemente zu entwerfen und bezüglich ihrer wirtschaftlichen und technologischen Machbarkeit sowie Werkstoffauswahl zu bewerten. Sie erbringen technologische und werkstofftechnische Lösungen. zugehörige Fächer Der Modul vermittelt überwiegend Fach- und Systemkompetenz. zugehörige Fächer: - Nanotechnologie - Mikro- und Nanosensorik - Funktionswerkstoffe Mikroelektronik - Informationsverarbeitende Elemente in Mikrosystemen - Energieversorgung Entwurf integrierter Schaltkreise - 7 -
- Phasen des IC-Designs - physikalisch-technischer Entwurf Entwurf von Mikrosystemen - Entwurf, Simulation, Modellierung, Test - Anforderungsanalyse, Schnittstellenproblematik - Systementwurf - Komponentenentwurf - Entwurfswerkzeuge, CAD Name des Faches: Nanotechnologie mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Fachverantwortliche(r): Prof. Ambacher Vorkenntnisse 2. Studienschwerpunkt Mikro-, Nanoelektronik und Elektrotechnologie Arbeitsaufwand: Präsenz: 4 SWS und Eigenstudium: 2 SWS Spannende und neue physikalische und chemische Eigenschaften ergeben sich aus den immer kleiner werdenden Abmessungen von elektrischen und optischen Bauelementen. In einer 'Einführung in die Nanotechnologie' wird z. B.die Herstellung von eindimensionalen Quantenpunkten oder zweidimensionalen Ladungsträgergasen für Anwendungen in Lasern oder Transistoren vorgestellt. Quantisierte physikalische Eigenschaften werden am Beispiel von künstlichen Atomen und Detektoren aus Quantentöpfen erklärt und ihre Entwicklung für zukünftige Anwendungen dargestellt. Neben einem Ausflug in die nichtlineare Optik von Nanoklustern werden auch mikro- und nanostrukturierte Chips zur Stimulation und Vermessung künstlicher, neuronaler Netzwerke vorgestellt. Mikro- und Halbleitertechnologie Optoelektronik Die Studierenden sind in der Lage quantenmechanische und quantenelektro-mechanische Eigenschaften von Metallen, Halbleiter und Isolatoren zu verstehen und diese Kenntnisse bei dem Design von Halbleiterbauelementen einzusetzen. Die Studenten besitzen die Fachkompetenz, um die optoelektronischen Eigenschaften von Nanoobjekten zu verstehen. Die Studierenden sind fähig, die Funktion und Anwendungen von Transistoren für die Sensorik zu Nanotechnologie - Begriff, Entwicklungsrichtungen und Einsatzfelder - 8 -
beschreiben. Sie besitzen die Fachkompentenz, Nanostrukturen für die Messung kleinster Quantitäten und Systeme einzusetzen. Name des Faches: Mikro- und Nanosensorik mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: WM1: Mikro- und Nanoelektronik Fachverantwortliche(r): Prof.Dr.-Ing.habil.I.W.Rangelow Teilnahme an der Lehrveranstaltung 4 SWS und 2 SWS Vor- und Nachbereitung Vorkenntnisse Einführung in die Sensorik Wandlerprinzipien Sensormaterialien Herstellungsverfahren Behandlung von Temperatur-, Druck-, Beschleunigungssensoren, piezoelektrischen Sensoren, magnetischen Sensoren, optischen Sensoren, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Gassensoren, chemischen Sensoren und Biosensoren Kennen lernen und Verstehen grundlegender Verfahren zur Erfassung nichtelektrischer Größen, des Aufbaus und der Funktion wichtiger Sensoren und deren Technologie Ausgewählte Sensoren, z. B. - Drucksensoren - Beschleunigungssensoren - Optische Sensoren - Chemische und biologische Sensoren - Verschleißsensoren - Durchflusssensoren Name des Faches: Funktionswerkstoffe mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Mikro- und Nanoelektronik Fachverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing.habil. Dr.rer.nat. Ch. Knedlik 5 SWS 1. Einführung: Feinstruktur-Gefüge-Eigenschaftsbeziehung 2. Werkstoffe mit besonderer atomarer und struktureller Ordnung: Einkristalle (Beispiele: Si, Quarz) Amorphe Halbleiter Flüssigkristalle Kohlenstoffwerkstoffe Wandlungseffekte für Aktorik und Sensorik - mechanisch-elektrische Wandlung - thermisch-elektrische Wandlung - 9 -
Vorkenntnisse Fach Werkstoffe Synthetische Metalle (Interkalation) Kristalle unter Druck Festigkeitssteigerung 3. Dünnschichtzustand Keimbildung und Wachstum / Strukturzonenmodelle Diffusion / Elektromigration Elektrische, magnetische und optische Eigenschaften 4. Kabel und Leitungen Rundleiter / Sektorenleiter Flächenleiter Supraleiter Lichtwellenleiter 5. Wandlerwerkstoffe (Sensorwerkstoffe) Mechanisch elektrisch Thermisch elektrisch Magnetisch elektrisch Optisch elektrisch Myo elektrisch 6. Werkstoffe der Vakuumtechnik 7. Werkstoffdiagnostik TEM REM AFM / RTM XRD Die Studierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. - magnetisch-elektrische Wandlung - optisch-elektrische Wandlung Dünnschichttechnologie - Schichterzeugung - Schichtstrukturierung: Lithografie, Ätzen Dickschichttechnologie - Siebdrucktechnik Das Fach vermittelt 30 % Fachkompetenz, 40 % Methodenkompetenz, 30 % Systemkompetenz. Name des Moduls: Werkstoffe und Technologien der Mikro-/ Nanotechnik mögliche vergleichbare Inhalte des - - 10
Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing.habil. Dr.rer.nat. Ch. Knedlik Lernziele Die Studierenden sind in der Lage, mikro- und nanotechnologische Fragestellungen zu analysieren und zu lösen. Die Studierenden sind in der Lage, nach Analyse und Bewertung mechanischer und funktionaler Eigenschaften der Werkstoffe im Mikro- und Nanometerbereich gezielt an den geforderten Einsatz der Werkstoffe angepasste Werkstoffe zu synthetisieren. Die Studierenden sind insbesondre in der Lage, optische Bauelemente und Systeme zu entwerfen und hinsichtlich technologischer Machbarkeit und Werkstoffauswahl zu optimieren. zugehörige Fächer Das Modul vermittelt überwiegend Fach- und Systemkompetenz. zugehörige Fächer: Optoelektronik Mikro- und Nanomaterialien Werkstoffdesign Nanotechniken Mikro- und Nanosystemtechnik Werkstoffpraktikum Technolgiepraktikum Ausgewählte Aktoren, z.b. - Mikropumpen - Mikroventile - Mikromischer Name des Faches: Optoelektronik mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Fachverantwortliche(r): Dr. V. Lebedev WM 1.1: Werkstoffe und Technologien der Mikro-/Nanotechnik *Optoelektronik und optische Informationsverarbeitung* 3 h/woche Präsenzstud. + 4 h/woche Eigenstud. Der Inhalt der Vorlesung umfasst: 1. Grundlagen der optischen Nachrichtentechnik; 2. physikalische Grundlagen der Optoelektronik; 3. Halbleitermaterialien für Optoelektronik; 4. Photodetektoren; 5. Lumineszenz-Dioden; 6. Organische Lumineszenz-Dioden; 7. Mechanismen der Inversionserzeugung in Festkörper-Laserdioden; 8. die technischen Realisierungsformen der Festkörper-Laserdioden; 9. Wellenleitern (kurze Einleitung). Daran anschließend werden spezielle Laser und ihre ausgewählte Anwendungen in der Messtech- Mikrooptik - Spektrum elektromagnetischer Wellen - Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz, Polarisation - Emission, Absorption, Fotoeffekt - Laser - Mikrooptische Grundstrukturen, z. B. Mikrolinsen, - - 11
Vorkenntnisse nik, Physik, und Medizin behandelt. Die Vorlesung baut auf dem Grundstudium Physik auf, der vorherige Besuch einer einführenden Veranstaltung zur Festkörperphysik und Mathematik (Lineare Algebra, Differentialrechnung) wird jedoch empfohlen. In dieser Vorlesung werden Bauelemente und Systeme der Optoelektronik dargestellt. Die Lehrveranstaltung hat das Ziel, den Studenten Kenntnisse der Funktionsweise moderner optoelektronischer Bauelemente zu vermitteln. Neben allgemeinen Grundlagen werden vorwiegend Probleme behandelt, die für die optische Nachrichtentechnik von Bedeutung sind: Lichtwellenleiter, Fotoempfänger und lichtemittierende Bauelemente. Dabei stehen anwendungsbezogene und technologische Aspekte im Vordergrund, es wird auf neueste Arbeiten auf diesem Gebiet eingegangen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf: - Vermittlung der physikalisches Wirkprinzipien der optoelektronischer Bauelementen (Leucht- and Laserdioden), - Anwendung von Lösungsmethoden im analytischen und numerischen Bereich (Übungen). Die Student(inn)en sollen in dieser Vorlesung die wichtigsten Bauelemente und Systeme der Optoelektronik kennen lernen und einen Überblick über zukünftige Entwicklungen und Trends erhalten. Mikrospiegel, Gitter, Glasfasern, Fotodioden, CCD, Mikrolaser Name des Faches: Mikro- und Nanomaterialien mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Werkstoffe und Technologien der Mikro-/ Nanotechnik Fachverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing.habil. Dr.rer.nat. Ch. Knedlik 5 SWS 1. Einführung 2. Einkristalline Werkstoffe 2.1. Begriffsbestimmung 2.2. Silizium 2.3. Quarz 3. Dünnschichtzustand 3.1. Elementarprozesse beim Schichtaufbau 3.2. Beschichtungsverfahren 3.3. Epitaxie / Supergitter 3.4. Diffusion 3.5. Elektromigration Mikromechanik - Mechanische Eigenschaften von Silizium und weiteren Materialien - mechanische Grundstrukturen in Mikrosystemen (z. B. Membranen, Zungen, Biegebalken, Cantilever, Spitzen, Mesa-Strukturen) Dünnschichttechnologie - - 12
3.6. Spezielle funktionale Eigenschaften dünner Schichten 4. Werkstoffe im mesoskopischen Zustand 4.1. Definition 4.2. Quanteninterferenz 4.3. Anwendungen 5. Flüssigkristalle 5.1. Definition und Einleitung 5.2. Strukturen thermotroper Flüssigkristalle 5.3. Dynamische Streuung und Anwendungen 6. Gele 7. Kohlenstoff-Werkstoffe 7.1. Modifikationen des Kohlenstoff 7.2. Interkalation des Graphit 7.3. Fullerene 7.4. Nanotubes 8. Gradientenwerkstoffe 8.1. Gradierung durch Diffusion 8.2. Gradierung durch Ionenimplantation Vorkenntnisse Fächer Werkstoffe und Funktionswerkstoffe Die Studierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe im Mikro- und Nanometerbereich aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. - Schichterzeugung - Schichtstrukturierung: Lithografie, Ätzen Das Fach vermittelt 30 % Fachkompetenz, 40 % Methodenkompetenz, 30 % Systemkompetenz. Name des Faches: Mikro- und Nanosystemtechnik mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: WM1.1: Werkstoffe und Technologien der Mikro- und Nanoelektronik Fachverantwortliche(r): N.N. Selbststudium (in Zeit- 4 SWS Vorlesung und Übung und 2 SWS Vor- und Nachbereitung - - 13
stunden) Grundlagen der Mikro- und Nanosysteme Sensoren, elektronische Komponenten, Aktoren Herstellungsverfahren und Materialien, mikrotechnische Fertigung Mikrofluidik und Medizintechnik Integration der Systeme (Entwurf, Test, Zuverlässigkeit) Begriff Mikrosystem Bestandteile von Mikrosystemen - Sensoren, Signalverarbeitung, Aktoren Anwendungsfelder von Mikrosystemen Substrate und Materialien - Bulk-Materialien - Dünne Schichten Mikrofluidik - strömende Flüssigkeiten: Adhäsion, Kohäsion, Viskosität, laminare und turbulente Strömungen - mikrofluidische Grundstrukturen, z.b. Mikrokanäle, Mikrodüsen, Wärmetauscher Vorkenntnisse Teilnahme an der LV Mikro- und Nanosensorik Die Studenten erwerben einen Überblick über die Grundlagen der Mikro- und Nanosystemtechnik, ihre Komponenten und Technologien. Sie werden befähigt, sie einzusetzen und zu entwerfen. Systemintegration - monolithische Integration - hybride Integration - AVT: Montage-, Kontaktierungs-, Häusungsverfahren Name des Faches: Werkstoffpraktikum mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: WM 1.1: Werkstoffe und Technologien der Mikro-/ Nanotechnik - - 14
Fachverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing.habil. Dr.rer.nat. Ch. Knedlik Medienformen, begleitendes Lehrmaterial 5 SWS Versuchsangebote: Topographie / REM Topographie / AFM Stöchiometrieanalyse Quantitative Bildanalyse Orientierungs- und Texturbestimmung Schichtdickenmessung Härtemessung (Martenshärte) Röntgenfeinstrukturuntersuchungen Leitfähigkeit II (Vier-Spitzen-Messung) Haftfestigkeit Metallographie / Lichtmikroskopie Versuchsanleitungen, Internetpräsenz Vorkenntnisse Fächer Chemie, Werkstoffe, Funktionswerkstoffe Die Studierenden können mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt vorschlagen. Dickschichttechnologie Dünnschichttechnologie Dreidimensionale Mikrostrukturierung - LIGA-Technik - Ätztechniken Das Fach vermittelt überwiegend Methodenkompetenz. Name des Faches: Mikro- und Halbleitertechnologie 2 mögliche vergleichbare Inhalte des Modul: Mikro-, Nano- und Elektrotechnologie Fachverantwortliche(r): Dr. Jörg Pezoldt 4 SWS Aufbauend auf das Fach Mikro- und Halbleitertechnologie 1 werden die Grundlagen und vertiefende Reinraumtechnik Kenntnisse der Prozessintegration der technologischen Verfahren und Abläufe für Fertigung von Halbleiterbauelementen und deren integrierter Systeme werden am Beispiel der Siliziumtechnologie und GaAs-Technologie vermittelt. In dem begleitenden Seminar werden praktische Übungen durchge- - - 15
führt, die eine Vertiefung der in der Vorlesung vermittelten Kenntnisse am Beispiel einfacher Modellrechnungen am Beispiel von gezielt ausgewählten Prozessabläufe und Bauelementestrukturen zum Ziel haben. Vorkenntnisse 1. Gettern von Verunreinigungen 2. Verfahren der lateralen Strukturierung: Fotolithografie 3. Verfahren der lateralen Strukturierung: Elektronen- und Röntgenlithografie 4. Verfahren der lateralen Strukturierung: Alternative Lithografietechniken 5. Schottkykontakte und Metallisierungssystems 6. Prozesssintegration: Chemisch mechanisches Polieren 7. Prozessintegration: Elektrische Isolation von Bauelementen 8. Prozessintegration: Einzelbauelemente 9. Prozessintegration: Technologieblöcke der Fertigung von unipolaren Schaltkreisen 10. Prozessintegration: Technologieblöcke der Fertigung von bipolaren Schaltkreisen, BICMOS, dreidimensionale Integration 11. Prozessintegration: Technologieblöcke der Fertigung integrierter Sensorik 12. Prozessintegration: Technologieblöcke der Fertigung integrierter Optoelektronik 13. Ausbeute 14. Reinraumtechnik Grundkenntnisse in Physik, Chemie und den Funktionsweisen von elektronischen Bauelementen und integrierten Schaltkreisen. Kenntnisse des Schaltkreisentwurfes. Kenntnisse der Einzelprozesse der Mikro- und Halbleitertechnologie. Vermittlung der Anwendung der Einzelprozesse in der Mikro- und Halbleitertechnolgie auf ihre Integration für die Herstellung von Herstellung von Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltkreisen, Sensor- und Mikrosystemen. Auf der Grundlage des Verständnisses der physikalisch, chemischen und materialwissenschaftlichen Grundlagen der technologischen Einzelprozesse wird die Befähigungen vermittelt, diese auf komplexe halbleitertechnologische Prozesse anzuwenden, sie zu analysieren, und neue Verfahrensabläufe zu synthetisieren. - - 16