Kapitel 1

Question 1

1) Nennen Sie wichtige Sensoranwendungen in der Automobiltechnik;
Beschreiben Sie eine dieser Anwendungen genauer;
Welche Art von Siliziumsensoren kommt dabei zum Einsatz?

Answer 1

Prevention Technologies:
Bessere Sicht (Kamera, Radar)
-> RF MEMS
-> Mikro-Bolometer
Bessere Konzentration (Klima)

Response Technologies:
Antiblockiersystem
-> Hall-Sensor
Bremsassistent
-> RF MEMS
ESP/VSC
-> Gyroscope, B-Sensor

Protection Technologies:
Sitzposition, Gurtstraffer
Airbags, Airbag-Auslösung
-> Si-MEMS B-Sensor

Question 2

2) Mikro- u. Nanostrukturen können mit Hilfe von Top-Down und/oder Bottom-Up Verfahren erzeugt werden.

a) Beschreiben Sie die grundlegende Idee beider Verfahren.
b) Nennen Sie konkrete Beispiele für beide Verfahren

Answer 2

Bottom-Up:
Atome u. kl. Moleküle werden m. H. chemischer Bindungen zu größeren Einheiten verbinden.
Polymere aus Monomeren. DNA, RNA, Proteine. Carbon Nanotubes. Fullerene.

Top-Down:
Photolitographie, subtraktiv vom großen zum kleinen.
Möglichkeit von hohem Durchsatz durch traditionelle Litho bzw hohe Auflösung mit Ion/E-Beam..
Herstellung von Pentium Prozessoren mit Lithographie von Wafern..

Question 3

3) Silizium-Bauelemente werden mit Hilfe von Batch-Fabrikationsverfahren hergestellt.

a) Was versteht man unter Batch-Fabrikationsverfahren?
b) Worauf gründet sich die Ökonomie dieses Verfahrens?

Answer 3

Gleichzeitige Fertigung vieler Einzelbauelemente auf Wafer-Ebene. Immer größere Wafer und kleinere Einzelbauelemente bzw. komplexerer Architektur die Grundelemente verknüpft auf gleichbleibenden Chipgröße sorgt für “bezahlbare Komplexität” durch parallele Fertigung großer Zahlen ~ Batches.

Question 4

Was versteht man unter dem Moore´schen Gesetz?

Answer 4

Die Prognostizierte Verdoppelung der Integrationsdichte (Transistoren pro Flächeneinheit) alle 12(/18/24) Monate.
~ Selbsterfüllende Prophezeiung..

“Der exponentielle Zuwachs an Rechenleistung durch die Miniaturisierung von Bauelementen.”
Entwicklung der Elektronikindustrie folgt diesem Trend über die letzten vier Jahrzehnte

Question 5

4) Skizzieren Sie die Idee des lithographischen Fertigungsverfahrens.
a) Wodurch ist die minimal herstellbare Strukturgröße limitiert?

Answer 5

Lichtquelle
(Fokussierung)
Maske
Foto-Resist
Substrat/Sample

• > Belichtung
• > Entwickeln
• > Ätzen

Bzw
Radiation Source
Illumination Control System
Resist coated sample

Limitiert durch die Wellenlänge der Strahlenquelle -> Beugungslimitierte Auflösung
EUVL Feature Size ~ 13nm