Details

<p>Vorwort xv</p> <p><b>1 Allgemeine Einführung in die Mikrostrukturtechnik 1</b></p> <p>1.1 Was ist Mikrostrukturtechnik? 1</p> <p>1.2 Von der Mikrostrukturtechnik zur Mikrosystemtechnik 9</p> <p><b>2 Parallelen zur Mikroelektronik 15</b></p> <p>2.1 Herstellung von Einkristallscheiben 15</p> <p>2.1.1 Herstellung von Silizium-Einkristallen 17</p> <p>2.1.1.1 Tiegelziehverfahren (Czochralski-Verfahren) 19</p> <p>2.1.1.2 Zonenziehverfahren (Float-Zone-Verfahren) 21</p> <p>2.1.1.3 Segregation 23</p> <p>2.1.1.4 Weiterverarbeitung der Ingots 25</p> <p>2.1.2 Herstellung von GaAs-Einkristallen 28</p> <p>2.1.2.1 Bridgman- und Gradient-Freeze-Verfahren 28</p> <p>2.1.2.2 LEC-Verfahren (Liquid Encapsulated Czochralski) 30</p> <p>2.2 Technologische Grundprozesse 31</p> <p>2.2.1 Herstellung eines integrierten Schaltkreises 33</p> <p>2.2.1.1 Reinigung 33</p> <p>2.2.1.2 Oxidation 34</p> <p>2.2.1.3 Photolithographie 34</p> <p>2.2.1.4 Ionenimplantation und Diffusion 35</p> <p>2.2.1.5 Ätzen 35</p> <p>2.2.1.6 Beschichtung 36</p> <p>2.3 Weiterverarbeitung der integrierten Schaltungen 36</p> <p>2.3.1 Anforderungen an die Aufbau- und Verbindungstechnik 37</p> <p>2.3.2 Hybridtechniken 38</p> <p>2.3.2.1 Dickschichttechnik 38</p> <p>2.3.2.2 Bestücken und Löten der Schaltung 39</p> <p>2.3.2.3 Montage und Kontaktierung ungehäuster Halbleiterbauelemente 40</p> <p>2.4 Reinraumtechnik 41</p> <p>2.4.1 Partikelmessung im Reinraum 45</p> <p>2.5 Punktfehler und Ausbeute bei Halbleiterbauelementen 45</p> <p><b>3 Physikalische und chemische Grundlagen der Mikrotechnik 49</b></p> <p>3.1 Kristalle und Kristallographie 49</p> <p>3.1.1 Gitter und Gittertypen 50</p> <p>3.1.2 Stereographische Projektion 52</p> <p>3.1.3 Silizium-Einkristall 56</p> <p>3.1.4 Reziprokes Gitter und Kristallstrukturanalyse 58</p> <p>3.2 Methoden zur Bestimmung der Kristallstruktur 65</p> <p>3.2.1 Röntgenstrahlbeugung 65</p> <p>3.2.2 Elektronenstrahlbeugung 67</p> <p>3.3 Grundlagen der galvanischen Abscheidung 69</p> <p>3.3.1 Phasengrenze Elektrode-Elektrolyt 72</p> <p>3.3.1.1 Elektrisches und elektrochemisches Potential 72</p> <p>3.3.2 Polarisation und Überspannung 75</p> <p>3.3.3 Mechanismen der kathodischen Metallabscheidung 77</p> <p>3.3.3.1 Migration 79</p> <p>3.3.3.2 Diffusion 80</p> <p>3.3.3.3 Konvektion 80</p> <p>3.3.3.4 Stofftransportvorgänge während der Mikrogalvanoformung 83</p> <p>3.4 Grundlagen der Vakuumtechnik 84</p> <p>3.4.1 Mittlere freie Weglänge 84</p> <p>3.4.2 Wiederbedeckungszeit 86</p> <p>3.4.3 Geschwindigkeit von Atomen und Molekülen 87</p> <p>3.4.4 Gasdynamik 89</p> <p>3.4.5 Einteilung des technischen Vakuums 89</p> <p>3.5 Vakuumerzeugung 91</p> <p>3.5.1 Pumpen für Grob- und Feinvakuum 91</p> <p>3.5.1.1 Verdrängervakuumpumpen 91</p> <p>3.5.2 Hochvakuum- und Ultrahochvakuumpumpen 93</p> <p>3.5.2.1 Treibmittelvakuumpumpen 95</p> <p>3.5.2.2 Gas bindende Vakuumpumpen (Sorptionspumpen) 96</p> <p>3.6 Vakuummessung 99</p> <p>3.6.1 Druckmessdose 99</p> <p>3.6.2 Wärmeleitungsvakuummeter 99</p> <p>3.6.3 Reibungsvakuummeter 100</p> <p>3.6.4 Ionisationsvakuummeter mit unselbständiger Entladung (Glühkathode) 100</p> <p>3.6.5 Ionisationsvakuummeter mit selbständiger Entladung (Penning-Prinzip) 101</p> <p>3.6.6 Leckage und Lecksuche 102</p> <p>3.7 Eigenschaften von Dünnschichten 103</p> <p>3.7.1 Strukturzonenmodelle 103</p> <p>3.7.2 Haftfestigkeit der Schicht 106</p> <p><b>4 Materialien der Mikrosystemtechnik 109</b></p> <p>4.1 Materialeigenschaften 111</p> <p>4.1.1 Thermische Eigenschaften 112</p> <p>4.1.1.1 Wärmeleitfähigkeit 113</p> <p>4.1.1.2 Spezifische Wärme 113</p> <p>4.1.1.3 Latente Wärme 114</p> <p>4.1.1.4 Wärmeausdehnungskoeffizient 114</p> <p>4.1.2 Elektrische Eigenschaften 115</p> <p>4.1.2.1 Elektrische Leitfähigkeit 115</p> <p>4.1.2.2 Dielektrische Konstante 116</p> <p>4.1.2.3 Thermoelektrizität 116</p> <p>4.1.2.4 Piezoresistivität 117</p> <p>4.1.3 Mechanische Eigenschaften 119</p> <p>4.2 Kunststoffe 120</p> <p>4.2.1 Ordnung der Makromoleküle 121</p> <p>4.2.2 Polymere für die Lithographie 122</p> <p>4.2.3 Flüssigkristalle 124</p> <p>4.2.4 Flüssigkristalline Polymere 125</p> <p>4.2.5 Gele 127</p> <p>4.2.6 Elektrorheologische Flüssigkeiten 129</p> <p>4.3 Halbleiter 131</p> <p>4.4 Keramiken 134</p> <p>4.4.1 Keramik als Substrat 134</p> <p>4.4.2 Keramik als Material für Aktoren 135</p> <p>4.4.3 Keramik als Material für Gassensoren 135</p> <p>4.5 Metalle 136</p> <p>4.5.1 Magnetostriktive Metalle 137</p> <p>4.5.2 Anwendungen der Magnetostriktion 139</p> <p>4.5.3 Formgedächtnis-Legierungen 140</p> <p>4.5.3.1 Einwegeffekt 141</p> <p>4.5.3.2 Zweiwegeffekt 142</p> <p>4.5.3.3 Unterdrücktes Formgedächtnis 143</p> <p>4.5.3.4 Einsatz als Aktoren 144</p> <p>4.5.3.5 Herstellung 144</p> <p>4.5.3.6 Eigenschaften der Formgedächtnislegierungen 145</p> <p><b>5 Basistechnologien der Mikrotechnik 147</b></p> <p>5.1 Schichtabscheidung 147</p> <p>5.1.1 Physikalische Beschichtungstechniken 147</p> <p>5.1.1.1 Aufdampfen 147</p> <p>5.1.1.2 Sputtern (Kathodenzerstäuben) 151</p> <p>5.1.1.3 Ionenplattieren 153</p> <p>5.1.2 Chemische Beschichtungstechniken 154</p> <p>5.1.2.1 CVD-Verfahren 154</p> <p>5.1.2.2 Epitaxie 160</p> <p>5.1.2.3 GaAs-Epitaxie 163</p> <p>5.1.2.4 Plasmapolymerisation 163</p> <p>5.2 Schichtmodifikation 164</p> <p>5.2.1 Thermische Oxidation 164</p> <p>5.2.2 Diffusion 165</p> <p>5.2.3 Ionenimplantation 167</p> <p>5.3 Schichtabtragung (Ätzen) 168</p> <p>5.3.1 Physikalische und chemische Trockenätzverfahren 170</p> <p>5.3.1.1 Plasmaquellen 172</p> <p>5.3.1.2 Charakteristika der rein physikalischen Ätzprozesse 173</p> <p>5.3.1.3 Kombination chemischer und physikalischer Ätzprozesse 178</p> <p>5.3.1.4 Charakteristika des reaktiven Ionen- und Ionenstrahlätzens 180</p> <p>5.3.1.5 Das rein chemische Ätzen 181</p> <p>5.4 Analyse von Dünnschichten und Oberflächen 184</p> <p>5.4.1 Elektronenstrahl-Mikroanalyse (Electron Probe Microanalysis, Epm) 185</p> <p>5.4.2 Auger-Elektronenspektroskopie (AES) 186</p> <p>5.4.3 Photoelektronenspektroskopie (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, ESCA) 187</p> <p>5.4.4 Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) 188</p> <p>5.4.5 Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS) 188</p> <p>5.4.6 Ionen-Streuspektroskopie (ISS) 189</p> <p>5.4.7 Rutherford-Rückstreuungsspektroskopie (Rutherford Backscattering Spectroscopy, RBS) 189</p> <p>5.4.8 Rastertunnelmikroskop (Atomic Force Microscope, AFM) 190</p> <p><b>6 Lithographie 191</b></p> <p>6.1 Überblick und Historie 191</p> <p>6.2 Resists 196</p> <p>6.3 Verfahren der Lithographie 198</p> <p>6.3.1 Computer Aided Design (CAD) 199</p> <p>6.3.1.1 CAD-Entwurf 200</p> <p>6.3.1.2 Justiermarken und Teststrukturen 202</p> <p>6.3.1.3 Organisation des Entwurfs (Hierarchie, Layers) 203</p> <p>6.4 Elektronenstrahllithographie 205</p> <p>6.4.1 Gauß’scher Strahl 206</p> <p>6.4.2 Geformter Strahl 211</p> <p>6.4.3 Postprozessor 213</p> <p>6.5 Proximity-Effekt 214</p> <p>6.6 Optische Lithographie 216</p> <p>6.6.1 Masken 217</p> <p>6.6.2 Schattenprojektion 218</p> <p>6.6.3 Abbildende Projektion 221</p> <p>6.6.3.1 Ganzscheiben-Belichtung 222</p> <p>6.6.3.2 Moderne Lithographiemaschinen 223</p> <p>6.7 Weiterentwicklungen 224</p> <p>6.7.1 Phasenmasken 224</p> <p>6.7.2 Spezielle Resisttechnologien 225</p> <p>6.7.3 Optische Lithographie für die Mikrostrukturtechnik 226</p> <p>6.8 Ionenstrahllithographie 231</p> <p>6.9 Röntgenlithographie 232</p> <p>6.9.1 Masken für die Röntgenlithographie 233</p> <p>6.9.2 Röntgenlichtquellen 234</p> <p>6.9.3 Synchrotronstrahlung 235</p> <p>6.9.4 Einsatz der Röntgenlithographie 240</p> <p><b>7 Silizium-Mikromechanik 241</b></p> <p>7.1 Siliziumtechnologie 242</p> <p>7.1.1 IC-Prozesse und -Substrate 243</p> <p>7.1.2 Foundry-Technologien 247</p> <p>7.2 Silizium-Bulk-Mikromechanik 248</p> <p>7.2.1 Einleitung 248</p> <p>7.2.1.1 Ätzrate und Anisotropie 250</p> <p>7.2.1.2 Selektivität 251</p> <p>7.2.1.3 Prozesskompatibilität 251</p> <p>7.2.1.4 Einfachheit der Verwendung und Sicherheit 252</p> <p>7.2.1.5 Kosten 253</p> <p>7.2.2 Nasschemisches Ätzen 253</p> <p>7.2.2.1 HNA-Ätzlösungen 253</p> <p>7.2.2.2 Alkalihydroxid-Ätzlösungen 255</p> <p>7.2.2.3 Ammoniumhydroxid-Ätzlösungen 259</p> <p>7.2.2.4 Ethylendiamin-Brenzkatechin-Ätzlösungen 260</p> <p>7.2.3 Grundlegende Ätzformen 261</p> <p>7.2.3.1 Ätzgruben und -gräben 262</p> <p>7.2.3.2 Membranen 264</p> <p>7.2.3.3 Mesas und Spitzen 264</p> <p>7.2.3.4 Cantilever 265</p> <p>7.2.3.5 Brücken 267</p> <p>7.2.4 Ätzkontrolle 268</p> <p>7.2.4.1 Ätzstoppmechanismen 268</p> <p>7.2.4.2 Elektrochemisches Siliziumätzen 271</p> <p>7.2.4.3 Elektrochemische Siliziumporosifizierung 273</p> <p>7.2.5 Charakterisierung von anisotropen Nassätzmitteln 274</p> <p>7.2.6 Trockenätzen 276</p> <p>7.2.6.1 XeF2 –Ätzen 276</p> <p>7.2.6.2 Fertigung von Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis 279</p> <p>7.2.6.3 Anwendungen von trockenem Siliziumätzen 281</p> <p>7.3 Oberflächenmikromechanik 285</p> <p>7.3.1 Polysilizium-Mikromechanik 287</p> <p>7.3.2 Opferaluminium-Mikromechanik 290</p> <p>7.3.3 Opferpolymer-Mikromechanik 292</p> <p>7.3.4 Sticking 293</p> <p>7.4 Mikrowandler und -systeme in der Siliziumtechnologie 294</p> <p>7.4.1 Mechanische Bauteile und Systeme 295</p> <p>7.4.1.1 Drucksensoren 296</p> <p>7.4.1.2 Beschleunigungssensoren 298</p> <p>7.4.1.3 Drehratensensoren 300</p> <p>7.4.1.4 Stresssensoren 302</p> <p>7.4.2 Thermische Mikrobauteile und -systeme 304</p> <p>7.4.2.1 Temperaturmessung 304</p> <p>7.4.2.2 Durchflusssensoren 308</p> <p>7.4.2.3 Vakuum- und Drucksensoren 311</p> <p>7.4.3 Komponenten und Systeme für Strahlungssignale 313</p> <p>7.4.3.1 Ungekühlte Infrarotdetektoren 313</p> <p>7.4.3.2 Thermische Szenensimulatoren 316</p> <p>7.4.3.3 Lichtschalter 316</p> <p>7.4.4 Magnetische Bauteile und Systeme 319</p> <p>7.4.5 Chemische Mikrosensoren 321</p> <p>7.4.5.1 Mikrofluidische Komponenten und Systeme 324</p> <p>7.4.6 Mikromechanische Bauteile für die Signalverarbeitung 326</p> <p>7.5 Zusammenfassung und Ausblick 328</p> <p><b>8 LIGA-Verfahren 329</b></p> <p>8.1 Überblick 329</p> <p>8.2 Maskenherstellung 331</p> <p>8.2.1 Prinzipieller Aufbau einer Maske 331</p> <p>8.2.1.1 Absorber 331</p> <p>8.2.1.2 Trägerfolie 332</p> <p>8.2.2 Herstellung der Trägerfolien 334</p> <p>8.2.3 Strukturierung des Resists für Röntgenzwischenmasken 335</p> <p>8.2.3.1 Optische Lithographie 335</p> <p>8.2.3.2 Direkte Elektronenstrahllithographie 336</p> <p>8.2.3.3 Reaktives Ionenätzen 337</p> <p>8.2.3.4 Vergleich der Strukturierungsmethoden zur Herstellung von Zwischenmasken 337</p> <p>8.2.4 Goldgalvanik für Röntgenmasken 337</p> <p>8.2.5 Herstellung von Arbeitsmasken 339</p> <p>8.2.6 Justieröffnungen in Röntgenarbeitsmasken 340</p> <p>8.3 Röntgentiefenlithographie 341</p> <p>8.3.1 Herstellung von dicken Resistschichten 341</p> <p>8.3.1.1 Strahleninduzierte Reaktionen und Entwicklung des Resists 343</p> <p>8.3.2 Anforderungen an die absorbierte Strahlendosis 347</p> <p>8.3.3 Einflüsse auf die Strukturqualität 350</p> <p>8.3.3.1 Fresnel-Beugung, Photoelektronen 351</p> <p>8.3.3.2 Divergenz der Strahlung 353</p> <p>8.3.3.3 Neigung der Absorberwände zum Strahl 354</p> <p>8.3.3.4 Fluoreszenzstrahlung aus der Maskenmembran 354</p> <p>8.3.3.5 Erzeugung von Sekundärelektronen aus der Haft- und Galvanikstartschicht 354</p> <p>8.3.3.6 Quellen des Resists 356</p> <p>8.4 Galvanische Abscheidung 356</p> <p>8.4.1 Galvanische Abscheidung von Nickel für die Mikrostrukturherstellung 357</p> <p>8.4.2 Formeinsatzherstellung für die Mikroabformung 361</p> <p>8.4.3 Galvanische Abscheidung weiterer Metalle und Legierungen 362</p> <p>8.5 Kunststoffabformung im LIGA-Verfahren 364</p> <p>8.5.1 Herstellung von Mikrostrukturen im Reaktionsgießverfahren 365</p> <p>8.5.2 Herstellung von Mikrostrukturen im Spritzgießverfahren 368</p> <p>8.5.3 Herstellung von Mikrostrukturen im Heißprägeverfahren 374</p> <p>8.5.4 Herstellung von metallischen Mikrostrukturen aus abgeformten Kunststoffstrukturen (zweite Galvanoformung) 377</p> <p>8.5.4.1 Zweite Galvanoformung geprägter Mikrostrukturen 377</p> <p>8.5.4.2 Zweite Galvanoformung mit Hilfe einer metallischen Angussplatte 377</p> <p>8.5.4.3 Zweite Galvanoformung mit Hilfe elektrisch leitfähiger Kunststoffe 379</p> <p>8.5.4.4 Zweite Galvanoformung durch Beschichtung der Kunststoffstrukturen 381</p> <p>8.6 Variationen und ergänzende Schritte des LIGA-Verfahrens 382</p> <p>8.6.1 Opferschichttechnik 382</p> <p>8.6.2 3D-Strukturierung 385</p> <p>8.6.2.1 Gestufte Strukturen 385</p> <p>8.6.2.2 Geneigte Strukturen 387</p> <p>8.6.2.3 Konische Strukturen und Strukturen mit sphärischer Oberfläche 388</p> <p>8.6.2.4 Herstellung von Strukturen mit beweglicher Maske 389</p> <p>8.6.3 Herstellung Licht leitender Strukturen durch Abformung 391</p> <p>8.7 Protonenlithographie (DLP) – ein weiteres Strukturierungsverfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen mit großem Aspektverhältnis 394</p> <p>8.8 Anwendungsbeispiele 399</p> <p>8.8.1 Starre metallische Mikrostrukturen 400</p> <p>8.8.1.1 Filter für das Ferne Infrarot 400</p> <p>8.8.1.2 Mikrospulen 401</p> <p>8.8.1.3 Mikrozahnräder, Mikrogetriebe 403</p> <p>8.8.2 Bewegliche Mikrostrukturen, Mikrosensoren, Mikroaktoren 403</p> <p>8.8.2.1 Beschleunigungssensoren 404</p> <p>8.8.2.2 Elektrostatischer Linearantrieb 406</p> <p>8.8.2.3 Elektromagnetischer Linearaktor 407</p> <p>8.8.2.4 Mikroturbine, Strömungssensoren, Mikrofräser 412</p> <p>8.8.2.5 Mikromotoren 413</p> <p>8.8.3 Fluidische Mikrostrukturen 416</p> <p>8.8.3.1 Mikrostrukturierte Fluidplatten 416</p> <p>8.8.3.2 Mikropumpen nach dem LIGA-Verfahren 416</p> <p>8.8.3.3 Mikrofluidische Schalter 416</p> <p>8.8.3.4 Mikrofluidische Linearaktoren 418</p> <p>8.8.4 LIGA-Strukturen für optische Anwendungen 419</p> <p>8.8.4.1 Einfache optische Elemente – Linsen, Prismen 420</p> <p>8.8.4.2 Mikrooptische Bank 422</p> <p>8.8.4.3 Mikrooptische Bänke mit Aktoren 426</p> <p>8.8.4.4 Funktionsmodule mit optisch aktiven Elementen – modulares Aufbaukonzept 429</p> <p><b>9 Alternative Verfahren der Mikrostrukturierung 437</b></p> <p>9.1 Ultrapräzisionsmikrobearbeitung 438</p> <p>9.1.1 Anwendungsbeispiele 443</p> <p>9.1.1.1 Mikrowärmeüberträger 443</p> <p>9.1.1.2 Mikroreaktoren 445</p> <p>9.1.1.3 Retrospiegel 446</p> <p>9.1.1.4 Mikropumpen 447</p> <p>9.2 Mikrofunkenerosion (von R. Förster) 448</p> <p>9.2.1 Physikalisches Prinzip 448</p> <p>9.2.1.1 Aufbauphase 450</p> <p>9.2.1.2 Entladephase 451</p> <p>9.2.1.3 Abbauphase 451</p> <p>9.2.2 Funkenerosive Bearbeitung keramischer Werkstoffe 452</p> <p>9.2.2.1 Siliziuminfiltriertes Siliziumcarbid (SiSiC) 453</p> <p>9.2.2.2 Siliziumnitrid (Si₃ N₄) 454</p> <p>9.2.2.3 Elektrisch nicht leitfähige Keramiken 454</p> <p>9.2.3 Verfahrensvarianten 455</p> <p>9.2.3.1 Funkenerosives Senken 455</p> <p>9.2.3.2 Funkenerosives Schneiden 456</p> <p>9.2.4 Anwendungsbeispiele 459</p> <p>9.3 Präzisionselektrochemische Mikrobearbeitung (von R. Förster) 461</p> <p>9.3.1 Vorgänge im Bearbeitungsspalt 462</p> <p>9.3.1.1 Spannungsabfall 462</p> <p>9.3.1.2 Anodische Metallauflösung 464</p> <p>9.3.2 Elektrolytlösungen 466</p> <p>9.3.2.1 Kenngrößen der Elektrolytlösungen 468</p> <p>9.3.3 Untersuchungen verschiedener Werkstoffe 469</p> <p>9.3.3.1 Eisen, Eisenlegierungen und Stähle 469</p> <p>9.3.3.2 Titan und Titanlegierungen 470</p> <p>9.3.3.3 Hartmetalle 470</p> <p>9.3.4 ECM-Senken mit oszillierender Werkzeugelektrode 471</p> <p>9.3.4.1 Prozesskenngrößen 471</p> <p>9.3.4.2 Darstellung der Vorgänge im Arbeitsspalt 472</p> <p>9.3.4.3 Werkzeugelektrodenwerkstoffe 473</p> <p>9.3.5 Elektrochemische Bearbeitungsverfahren in der Mikro-systemtechnik 474</p> <p>9.3.5.1 Elektrochemisches Mikrobohren 474</p> <p>9.3.5.2 Elektrochemisches Mikrodrahtschneiden 474</p> <p>9.3.5.3 Elektrochemisches Mikrofräsen 475</p> <p>9.3.5.4 Weitere Anwendungsbeispiele des Verfahrens in der Mikrosystemtechnik 476</p> <p>9.4 Replikationstechniken 478</p> <p>9.4.1 Spritzgießen 478</p> <p>9.4.2 Heißprägen 480</p> <p>9.5 Laserunterstützte Verfahren 482</p> <p><b>10 Aufbau- und Verbindungstechniken 485</b></p> <p>10.1 Hybridtechniken 486</p> <p>10.1.1 Substrate und Pasten 486</p> <p>10.1.2 Schichterzeugung 489</p> <p>10.1.2.1 Trocknen und Einbrennen der Pasten 490</p> <p>10.1.3 Bestücken und Löten der Schaltung 490</p> <p>10.1.4 Montage und Kontaktierung ungehäuster Halbleiterbauelemente 493</p> <p>10.2 Drahtbondtechniken 493</p> <p>10.2.1 Thermokompressionsdrahtbonden (Warmpressschweißen) 494</p> <p>10.2.2 Ultraschalldrahtbonden (Ultraschallschweißen) 495</p> <p>10.2.3 Thermosonicdrahtbonden (Ultraschallwarmschweißen) 495</p> <p>10.2.4 Ball-Wedge-Bonden (Kugel-Keil-Schweißen) 496</p> <p>10.2.5 Wedge-Wedge-Bonden (Keil-Keil-Schweißen) 497</p> <p>10.2.6 Vor- und Nachteile der einzelnen Drahtbondverfahren 498</p> <p>10.2.7 Prüfverfahren und Alternativen 499</p> <p>10.3 Alternative Kontaktierungstechniken 500</p> <p>10.3.1 TAB-Technik 500</p> <p>10.3.2 Flip-Chip-Technik 501</p> <p>10.3.3 Entwicklung neuer Kontaktierungssysteme 503</p> <p>10.4 Kleben 503</p> <p>10.4.1 Isotropes Kleben 504</p> <p>10.4.2 Anisotropes Kleben 505</p> <p>10.5 Anodisches Bonden 507</p> <p><b>11 Systemtechnik 511</b></p> <p>11.1 Definition eines Mikrosystems 511</p> <p>11.2 Sensoren 513</p> <p>11.3 Aktoren 517</p> <p>11.4 Signalverarbeitung 519</p> <p>11.4.1 Signalverarbeitung für Sensoren in Mikrosystemen 519</p> <p>11.4.2 Neuronale Datenverarbeitung für Sensorarrays 523</p> <p>11.5 Schnittstellen eines Mikrosystems 528</p> <p>11.5.1 IE-Übertragung 531</p> <p>11.5.1.1 Elektrische Mikro-/Makroankopplungen 531</p> <p>11.5.1.2 Optische Mikro-/Makroankopplungen 533</p> <p>11.5.1.3 Lichtwellenleiter-Ankopplungen 533</p> <p>11.5.1.4 Mechanische Mikro-/Makroankopplungen 533</p> <p>11.5.1.5 Ultraschallübertragung 534</p> <p>11.5.2 S-Übertragung 535</p> <p>11.5.2.1 Fluidische Mikro-/Makroankopplungen 535</p> <p>11.5.2.2 Fluidische Mikrokomponenten 535</p> <p>11.6 Entwurf, Simulation und Test von Mikrosystemen 537</p> <p>11.7 Modulkonzept der Mikrosystemtechnik 540</p> <p>Literatur 545</p> <p>Stichwortverzeichnis 565</p>

"Die vollig neu bearbeitete Auflage des ersten umfassenden Lehrbuchs der Mikrosystemtechnik berucksichtigt die Trends dieses Gebietes der Ingenieurwissenschaften. Vor allem die Kapitel zur Silizium- und LIGA-Technik wurden stark erweitert... Das Buch spricht uberwiegend fortgeschrittene Studenten der Ingenieurwissenschaften an, die einen fundierten Einstieg in das aktuelle Forschungsthema suchen. Auch gestandene Fachleute konnen sich hier einen guten Uberblick uber die theoretischen und experimentellen Grundlagen der Mikrosystemtechnik verschaffen."<br> Wirtschaft Region Fulda IHK<br> <br> "Das Buch ist insgesamt ein gelungener Versuch, die Grundlagen der Mikrosystemtechnik in einem Lehrwerk darzustellen."<br> CIT<br>

Prof. Wolfgang Menz, geb. 1938 in Berlin, studierte Physik in Bonn und Hamburg. Nach uber 20 Jahren Tatigkeit in der Industrie (IBM und Robert Bosch GmbH) erhielt er einen Ruf an die Universitat Karlsruhe und wurde gleichzeitig zum Leiter des Instituts fur Mikrostrukturtechnik des Forschungszentrums Karlsruhe und der Universitat Karlsruhe berufen. 1995 erhielt er den Ruf als Grundungsdekan des Fakultat fur Angewandte Wissenschaften der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg i. Br. Prof. Menz war bis Oktober 2001 geschaftsfuhrender Direktor des Instituts fur Mikrosystemtechnik (IMTEK) und bis 2004 Orinarius fur Prozesstechnologie. Seit Fruhjahr 2004 ist er emeritiert.<br> <br> Dr.-Ing. Jurgen Mohr, geb. 1957 in Karlsruhe, studierte Physik an der Universitat Karlsruhe. Direkt nach dem Studium fand er durch seine Anstellung am Institut fur Mikrostrukturtechnik des Forschungszentrums Karlsruhe Zugang zur Mikrosystemtechnik. Er promovierte 1987 mit einer Arbeit auf dem Gebiet der Rontgenlithographie zur Herstellung von Mikrostrukturen. Im Jahre 1993 wurde er Leiter der Abteilung Rontgentiefenlithographie am Institut fur Mikrostrukturtechnik. Au?er fur die Prozessentwicklung ist er heute fur die anwendungsorientierte Forschungsarbeiten im Bereich der Mikrooptik am Forschungszentrum verantwortlich. Er ist Autor von uber 200 Veroffentlichungen auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik.<br> <br> Oliver Paul schloss 1986 sein Physikstudium und 1990 seine Promotion zum Dr. sc. nat. an der ETH Zurich ab. Nach einem Postdoc-Aufenthalt am FhG-ISE nahm er ab 1992 am Labor fur Physikalische Elektronik der ETH Zurich die Aufgaben eines Projekt- und Gruppenleiters sowie Lehrbeauftragten wahr. Seit 1998 leitet er den Lehrstuhl fur Materialien der Mikrosystemtechnik am IMTEK der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg. Die Forschungsarbeit seiner Gruppe konzentriert sich auf die Mikrosystemtechnik auf der Basis von Silizium- und IC-Technologien und damit kompatiblen Prozessen, inklusive Entwurf, Herstellung, Materialeigenschaften, Charakterisierung und Theorie. Oliver Paul ist Mitautor von uber 140 technischen Veroffentlichungen, drei Patenten und vier Buchern. Er hat unter anderem die Firma Sensirion mitbegrundet und war Co-Chair der IEEE MEMS Conference 2004 in Maastricht, Niederlande.

<p><b>D</b>ie dritte Auflage des mittlerweile zum Standardwerk gereiften Lehrbuchs trägt den rasanten Entwicklungen in diesem interdisziplinären Gebiet umfassend Rechnung. Insbesondere die Kapitel Siliziumtechnik, Materialien und Alternative Technologien wurden stark erweitert. Außerdem sind neue Anwendungsaspekte hinzugekommen. Somit schlägt dieses Lehrbuch weiterhin in einzigartiger Weise den Bogen von den Grundlagen der Mikrosystemtechnik bis hin zu den aktuellen Anwendungen in einer Vielzahl von High-Tech Entwicklungen.</p>

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