Enkeltfag 5 ECTS

Fabrikation af mikro- og nanostrukturer

Overordnede kursusmål

Komponenter og delsystemer fremstillet ved hjælp af nano- og mikrofabrikationsmetoder indgår i en lang række moderne produkter fra airbagsensorerne i en bil til processoren i en computer. Produkternes funktionalitet er kritisk afhængige af disse mikro- og nanokomponenter.

Det overordnede mål med kurset er at sætte dig i stand til at udvælge relevante processer, og designe en fremstillingsprocess til siliciumbaseret mikro- og nanofabrikation med anvendelse af de metoder der f.eks. bruges i DTU’s renrum, DANCHIP, samt hos en række danske virksomheder.

See course description in English

forklare principperne i de basale litografiske metoder (herunder UV-litografi, elektronstrålelitografi samt nanoimprintlitografi) og deres anvendelsesområder samt begrænsninger.
forklare de basale principper, der anvendes ved planar processering (herunder termisk oxidation, ionimplantation, diffusion, metallisering samt våd- og tørætsning).
beregne relevante procesparametre (f.eks. tid, temperatur eller tryk) baseret på den underliggende teori (f.eks. termisk oxidation af silicium, ionimplantation, diffusion, elektronspredning og vekselvirkning mellem stråling og stof).
specificere detaljerede procesfølger til fremstilling af mikro- og nanosystemer.
vælge den bedst egnede procesteknologi for en given opgave under hensyn til tekniske og økonomiske overvejelser.
anvende ATHENA processimulatoren til at forudsige resultaterne af og optimere en siliciumbaseret fremstillingsproces.
forklare tekniske og fundamentale begrænsninger for de benyttede fremstillingsprocesser.
anvende kinetisk gas teori til at beregne procesparametre (f.eks. flux af molekyler, middelfri vejlængde).
diskutere og kommunikere fagets emner på engelsk.

I kurset gennemgås fysik, kemi og teknologi for fremstillingsprocesserne, der benyttes ved mikro- og nanofabrikation:
·Mønsterdannelse: UV-mikrolithografi, e-beam nanolithografi og nanoimprint.
·Mønsteroverførsel: ætsning, lift-off
·Tynd-film processer: CVD (Chemical Vapor Deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), spin-on.
·Substrat-materialer: Silicium og silica
·Materialemodifikation: Ionimplantation og dotering – diffusion, varmebehandling
·Bonding – sammenføjning: anodiskbonding, fusionbonding
·Procesintegration
·Processimulering
Som en del af kurset lærer du at bruge en moderne processimulator (ATHENA – se http://www.silvaco.com) der tillader dig at foretage avancerede beregninger.

I den sidste del af kurset arbejder du i en gruppe med at lave en procesfølge for en komponent som gruppen selv har valgt. Processen præsenteres ved et foredrag for alle studerende.

Forelæsninger, e-læring og opgaveregning, 4 timer om ugen. I løbet af semestret er der tre hjemmeafleveringsopgaver. Kurset afsluttes med et projekt, der fremlægges mundtligt ved en videnskabelig mini-konference samt en skriftlig eksamen