Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...
... die unterschiedlichen Herstellungsverfahren von Siliziumcarbid zu beschreiben, Vor- und Nachteile sowie Anwendungsbereiche zu beurteilen.
.... die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Siliziumcarbid im Vergleich mit anderen Halbleitermaterialien zu bewerten.
... die Strukturierungs- und Funktionalisierungstechniken von Siliziumcarbid und deren technologische Herausforderungen zu erklären.
... Anwendungsmöglichkeiten von Siliziumcarbid in der Leistungselektronik und in der Mikrosystemtechnik zu nennen, zu beurteilen bzw. zu bewerten.
Der Schwerpunkt dieser Lehrveranstaltung liegt auf karbidischen Materialien, insbesondere auf dem für MEMS und Mikroelektronikanwendungen wichtigen Material Siliziumkarbid (SiC). Die Lehrveranstaltung ist dabei in folgende Themengebiete unterteilt:
Herstellungsverfahren
Neben der Herstellung von Bulk-SiC werden insbesondere spezielle Verfahren wie LPCVD und PECVD zur Herstellung von polykristallinen oder amorphen SiC-Dünnfilmen sowie homo- und heteroepitaktische Verfahren zur Herstellung von einkristallinen 6H-SiC und 3C-SiC Schichten behandelt. Auch das für elektronische und elektro-mechanische Anwendungen wichtige Dotieren von SiC wird besprochen.
Materialeigenschaften
Die besonderen thermischen, elektrischen, chemischen, mechanischen und strukturellen Eigenschaften von SiC werden eingehend dargestellt. Darüber hinaus werden fortgeschrittene optische und elektrische Charakterisierungsverfahren (bspw. DLTS) vorgestellt.
Strukturierung und Funktionalisierung
Neben den bekannteren Verfahren zur Materialstrukturierung wie nasschemischem und trockenchemischem Ätzen wird verstärkt auf elektrochemische Verfahren eingegangen, um bspw. poröse SiC-Schichten herzustellen. Gezielt oxidierte Bereiche der SiC-Oberfläche können als Maskierung für Ionenimplantation, als Passivierung oder als Isolatorschicht für halbleiterelektronische Anwendungen verwendet werden.
Verwendung in der Mikroelektronik
In diesem Teil der Vorlesung wird auf die Verwendung von SiC in MOSFETs/MESFETs/JFETs und Dioden eingegangen sowie die Bedeutung von SiC für Hochleistungselektronik und Optoelektronik besprochen.
Verwendung in der Mikrosystemtechnik
Neben dem Einsatzgebiet elektronische Bauelement wird SiC aufgrund seiner mechanischen und thermischen Eigenschaften auch in der Mikrosystemstechnik immer stärker eingesetzt. Als Beispiel werden MEMS Mikrophone, Sensoren in Extremumgebungen (Temperatur-, Gas-, Drucksensorik) sowie Bauelemente wie Mikroheizplatten für chemische Sensoren besprochen.
Die Wissensvermittlung erfolgt primär über Frontalunterricht. Dieser wird aufgelockert durch interaktive Fragerunden und das Einbinden medialer Elemente. Begleitet wird diese Lehrveranstaltung durch einen TUWel-Kurs.
Auf Wunsch wird auch eine Führung durch das Institut angeboten.
