Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

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Tommes
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Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von Tommes » 12.05.2008 10:52

Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Dünnschichttechnik - Eingangstest
PVD (Physikalische Dampfabscheidung)

Gruppe A:

1. Nennen Sie mindestens 2 technisch relevante Pumpenkombinationen zur Erzeugung von Hochvakuum! (2 + 1 ZPkt.)
2. Erläutern sie kurz die Funktionsweise einer Wärmeleit (Pirani)- Messröhre! (3)
3. In welche 3 Teilprozesse lässt sich die physikalische Dampfabscheidung unterteilen? (3)
4. Nennen sie die möglichen (insgesamt 6) Verfahrensvarianten der physikalischen Dampfabscheidung im Hochvakuum! (3)
5. Mit welchen Verfahren kann eine Strukturierung der mittels PVD hergestellten Schichten erfolgen? (3 + 2 ZPkt.)

Gruppe B musste soviel ich erfahren habe, das Stoßionisations-Vakuummeter erklären. Mehr wussten sie leider nicht mehr.

Falls jemand Ergänzungen hat, auf gehts.

Für Gruppe B:

1. Nennen Sie mindestens 3 Anwendungsgebiete von PVD.(3+1 Pkt)

2. Erklären Sie das Stoßionisationsvakuummeter und welche Formen davon finden Anwendung.(3Pkt)

3. Erklären Sie das Verfahren des Magnetronsputterns.(2Pkt)

4. Aus welchen Teilprozessen besteht PVD.(3Pkt)

5. Welche Strukturierungsmaßnahmen gibt es. (3+2Pkt)
Wer Rechtschreibfehler findet, darf sie behalten!

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Hans Oberlander
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von Hans Oberlander » 11.06.2009 05:59

Gruppe A

1. Drehschieberpumpe + Turbomolekularpumpe
Drehschieberpumpe + Kryopumpe

Die Rootspumpe kann nicht als erste Pumpe verwendet werden, da ihr Arbeitsbereich eine Größenordnung unter normalen Luftdruck liegt.

2. Beruht auf der Temperaturabhängigkeit des el. Widerstandes eines dünnen Drahtes. Die Wärmeabführung erfolgt durch Konvektion durch die umgebenden Gasteilchen. Je geringer die Konvektion, desto größer die Temperatur und der Widerstand des Drahtes. -> weniger Druck -> höheres Vakuum

3. Teilchenerzeugung, Transportphase, Kondensation der Teilchen (Schichtwachstum)

4. Aufdampfen mitteles direktem oder indirektem Heizen
Elektronenstrahlverdampfen
Ionenplattieren
Magnetron-Sputtern
Vakuumbogenverdampfung
Laserablation

5. Maskentechniken wie Haftmaskentechnik, Lift-Off-Technik und Wechelmaskentechnik
Lithographie wie Fotolithografie
Ätzen (Nassätzen, Trockenätzen wie physikalisches Trockenätzen, Chemisches Trockenätzen, Plasmaaätzen, Chemisch-physikalisches Trockenätzen)


Gruppe B

1. Mikroelektronik (z. B. Metallisierung von Halbleiter-BE)
Maschinenbau (z. B. für Oberflächenveredelung)
Optik (Antireflexionsschichten, Spiegel)
Mikrosystemtechnik (z. B. für Druck- und Temperatursensoren)

2. Es nutzt die Proportionalität zwischen der Stoßionisation von Gasmolekeln durch Elektronen und dem Druck. Beim Penning-Vakuummeter wird die Stoßionisation durch eine Glimmentladung und beim Bayard-Alpert Vakuummeter durch eine Glühkathode erreicht.

3. Zwischen Target (Katode) und Anode wird ein Plasma durch eine Glimmentladung gezündet. Für hohe Plasmadichte und Ionenstrom wird zur Unterstützung des elektrischen Feldes der magnetische Fluss eines Dauermagneten überlagert. Damit kann eine größere Anzahl von Atomen ionisiert werden. Die Ionen werden dann auf das Target beschleunigt und zerstäuben das Targetmaterial. Das Trägermaterial wandert dann mit seiner kinetischen Energie auf die gegenüberliegende Anode und kondensiert dort auf dem Substrat.

4. Teilchenerzeugung, Transportphase, Kondensation der Teilchen (Schichtwachstum)

5. Maskentechniken wie Haftmaskentechnik, Lift-Off-Technik und Wechelmaskentechnik
Lithographie wie Fotolithografie
Ätzen (Nassätzen, Trockenätzen wie physikalisches Trockenätzen, Chemisches Trockenätzen, Plasmaaätzen, Chemisch-physikalisches Trockenätzen)

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Hans Oberlander
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von Hans Oberlander » 11.06.2009 21:55

Eingangstests waren exakt die gleichen.

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thodel
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von thodel » 29.04.2010 09:54

Tests waren die gleichen, kann aber sein, dass der Betreuer nächstes semester nicht mehr da ist.

StEr0iD
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von StEr0iD » 14.04.2011 14:09

Die Tests sind weiterhin fast identisch!
Wenn man diese lernt, dann ist der Eingangstest sicher bestanden.

Allerdings hat er bemängelt, dass man bei die Strukturierverfahren (jeweils bei der 5. Teilaufgabe) nicht wie oben mit Schlagwörtern beschreiben kann, sondern diese komplett in der richtigen Reihenfolge wissen muss.
Man soll die kompletten Schritte, also Technik, Wirkprinzip usw. aus der DüS Anleitung wiedergeben.

Sonst war das Praktikum recht easy!
Haben noch einen Wafer 4-geteilt und jeweils dürfte man ein Stück mitnehmen.

Grüße

12udi
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von 12udi » 19.04.2012 09:27

Versuch auch dieses Jahr wieder mit dem selben Eingangstest, Betreuer war freundlich und lief alles reibungsfrei.
Also Viel Erfolg den nächsten Gruppen.

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ThatGuy
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von ThatGuy » 21.12.2012 16:05

Tommes hat geschrieben:Gruppe A:
1. Nennen Sie mindestens zwei technisch relevante Pumpenkombinationen zur Erzeugung von Hochvakuum! (2+1 ZPkt.)
2. Erläutern sie kurz die Funktionsweise einer Wärmeleit (Pirani)- Messröhre! (3)
3. In welche drei Teilprozesse lässt sich die physikalische Dampfabscheidung unterteilen? (3)
4. Nennen sie die möglichen (insgesamt 6) Verfahrensvarianten der physikalischen Dampfabscheidung im Hochvakuum! (3)
5. Mit welchen Verfahren kann eine Strukturierung der mittels PVD hergestellten Schichten erfolgen? (3+2 ZPkt.)
Same here.

Gruppe B
  1. Nennen Sie mindestens drei wesentliche Anwendungsgebiete für die Verfahren der physikalischen Dampfabscheidung! (3+1ZP)
  2. Erläutern Sie kurz die Funktionsweise eines Stoßionisations-Vakuummeters! Welche zwei technisch relevanten Varianten gibt es? (3P)
  3. In welche drei Teilprozesse lässt sich die physikalischen Dampfabscheidung unterteilen? (3P)
  4. Beschreiben Sie die wesentlichen Vorgänge beim Magnetronsputtern! (2P)
  5. Mit welchen Verfahren kann eine Strukturierung der mittels PVD hergestellten Schichten erfolgen? (3+2ZP)

the_void
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von the_void » 06.08.2013 14:20

würde ein Betreuer Antwort 2 korrigieren, hätte er folgendes auszusetzen:

1A: bringt keinen Zusatzpunkt, die dritte Kombination fehlt in jedem Fall
2A: "Messung" des Widerstandes fehlt
3A: soweit korrekt. Trotzdem sollte klar sein, welche Teilprozesse sich wie abspielen (Kolloqium)
4A: korrekt
5A: 3/3+2 Punkten.
Fotolithografie ist kein Strukturierungsverfahren, es stellt lediglich eine Haftmaske her, die interessante Schicht, so sie denn schon vorhanden ist, ist deshalb noch lange nicht strukturiert.
Ätzen.... ok, man stelle sich vor, man würde ein Substrat chemisch oder physikalisch ätzen. Die Folge wäre ein wahrscheinlich ungleichmäßiger ganzflächiger Abtrag. An welcher Stelle entsteht dabei eine Struktur?

Strukturierungsmaßnahmen beinhalten immer eine Maske, die elektronisch oder physikalisch vorhanden sein muss, sowie ein geeignetes Abtragsverfahren.

1B: soweit korrekt, wer das allerdings im Hauptstudium noch lernen muss,....
2B: ok, wir haben beide Varianten (1 Pkt) und eine grobe Beschreibung (0,5 Pkte). Was aber steckt hinter "Glimmentladung" und "Glühkathode"?
Penning: Man benutzt eine Hochspannung, welche von einem Magnetfeld überlagert wird. Mit der Hochspannung werden freie Elektronen im Vakuum beschleunigt, gleichzeitig werden diese vom magnetfeld auf sehr kleine Bahnen abgelenkt (per Lorenzkraft), um die elektronen möglichst lang von der Anode fernzuhalten, und um sie möglichst lang benutzen zu können. Trifft ein Elektron ein Gasteilchen, ein Molekel, kann es dieses anregen oder ionisieren (per Stoß, Stoßionisation). Bei der Anregung passiert nicht viel, außer dass dass ein paar Lichtquanten abgegeben werden, während sich das Teilchen quasi "abregt". Im anderen Fall entsteht ein zweites Elektron und ein Ion. Die Ionen fliegen dann (kaum abgelenkt aufgrund der großen Masse) mehr oder weniger direkt zur Kathode, und erzeugen sozusagen einen Stromfluss durch das Plasma, welcher gemessen wird. Je mehr Teilchen vorhanden sind, desto größer ist der Strom, weil statistisch mehr Teilchen ionisiert werden.
Bayard Alpert: per Stromfluss werden Drähte erhitzt. Diese geben dann per Glühemmission Elektronen ab. Man erzeugt sich also unmengen Elektronen und muss deshalb vorhandene Elektronen nicht erhalten. Diese Elektronen werden per E-Feld beschleunigt und ionisieren (per Stoß) dann einen erheblichen Teil der im Restgas vorhandenen Teilchen. Diese Ionen werden von einer Kathode angezogen und es wird wieder der Ladungseintrag in die Kathode ermittelt (auch wenn wir hier kein echtes Plasma haben und kein direkter Stromfluss zwischen Anode und Kathode vorhanden ist.
3B: soweit ganz gut, wäre noch zu erwähnen, dass Teilchen nicht direkt aus dem Target herausgeschlagen werden ( sondern per Stoßkaskade ), dass in Abhängigkeit von der Teilchenmasse (Target), der Masse der Gasteilchen und der Bindungsenergie der Targetatome jeweils mehrere Ionen einschlagen müssen, damit mal ein Targetteilchen (neutral) die Oberfläche verlassen kann. Hilfreich ist auch die Einsicht, dass Target-Teilchen im Gasraum ebenfalls wieder ionisiert werden könnten.



Neben dem Eingangstest gibt es noch ein Kolloquium sowie die Protokollierung des Versuchs. Sollten Sie nur auf diese Fragen vorbereitet sein, kommt das im Kolloquium schnell und deutlich zum Vorschein. Seit etwa 2010 beobachte ich als einer der Betreuer dann auch, dass speziell der letzte Teil sehr leicht genommen wird. Entsprechend ist es nur anhand einer sehr kleinen Menge von Protokollen möglich, den Versuch zu reproduzieren. Speziell dieser Mangel in Verbindung mit dem Auftreten der typischen Fehler im Eingangstest und Desinteresse bzw. offensichtlich falsche Antworten im Koll. ergibt dann nicht selten auch schlechte Noten am Ende.

Natürlich ist es im Interesse eines jeden Betreuers, dass sich die Studenten auf den jeweiligen Versuch vorbereiten. Was Sie aber begreifen müssen, ist, dass Sie das nicht für uns tun. Wir wollen Ihnen Sachverhatle demonstrieren, wir wollen Ihnen Einsicht am praktischen Beispiel ermöglichen. Nur wenn Sie sich die Zeit nehmen, um vorher mal die Skripte zu lesen, wird nach dem Praktikum auch was hängen bleiben. Wann Sie genau dieses Wissen wieder brauchen, können Sie noch gar nicht absehen.

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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von Master » 20.01.2014 22:03

Hier eine Zusammenfassung der gesamten Versuchsanleitung, mit der sich die Eingangstests und auch ein etwaiges Kolloquium gut bestehen lassen sollte, wenn man es gelernt hat.

Alles in allem easy-going

Beste sonnige Grüße 8-)
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von keule1 » 18.02.2014 13:16

Also bei uns gab es keinen Eingangstest, sondern ein Kolloquium mit der gesamten Gruppe. Durch die erschreckenden Post vorher hat unser Gruppe gut gelehrt, woraufhin der Betreuer völlig begeistert von uns war und knallhart überzogen hat. Letztenendes war es jedoch ganz interessant.
Die Fragen wahren alle Ähnlich wie sie hier schon stehen.
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von FlipFlop-Springer » 10.12.2014 15:59

Hallo.
Hatten bei Herr U. Merker.
Gleicher Test und Gruppenteilung wie oben beschrieben!
Kein Kolloquium.

paulwuertz
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von paulwuertz » 01.12.2015 12:21

Hatten bei DI Merkel, gleicher Eingangstest, kein Kolloquium, sehr angenehmer Versuch und Betreuer. Aussdem ganz interessant ;)

holzfairy
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Re: Eingangstests Versuch Dünnschichttechnik

Beitrag von holzfairy » 03.02.2017 13:18

Eingangstest ist weiterhin derselbe. Im Anhang ist eine Zusammenstellung der Fragen mit den passenden Antworten.
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