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Course EIT-ISE-650-K-7

Manufacturing and Design of Integrated Sensors Systems (HEIS) (2V+2U, 5.0 LP)

Course Type

SWS Type Course Form CP (Effort) Presence-Time / Self-Study
- K Lecture with exercise classes (V/U) 5.0 CP
2 V Lecture 28 h 47 h
2 U Lecture hall exercise class 28 h 47 h
(2V+2U) 5.0 CP 56 h 94 h

Basedata

SWS 2V+2U
CP, Effort 5.0 CP = 150 h
Position of the semester 1 Sem. in WiSe
Level [7] Master (Advanced)
Language [EN] English
Lecturers
Area of study [EIT-ISE] Integrated Sensor Systems
Livecycle-State [NORM] Active

Contents

  • Aufbau und Entwurfsprinzipien von Sensoren, die mit Standardtechnologien (CMOS) kompatibel sind (2D/3D-Bildsensoren, Farb- und NIR-Sensoren u. a.)
  • Sensorarchitekturen und Kompensation von Streuungen und Querempfindlichkeiten
  • Erweiterung von Standardtechnologien um zusätzliche Prozessschritte, z. B. für Druck- oder FP-Sensoren
  • Herstellungstechnologien und -verfahren der Si-Mikrosystemtechnik (Oberflächen- und Volumen-MST)
  • Übersicht weiterer, typischer Verfahren der MST/AVT zur Herstellung, Häusung und Systemintegration, 3D-Integration, 3D-Druck
  • Skalierungs- und Prozessfragen (Ausbeute/Toleranzen)
  • Übersicht typischer integrierter Sensorelemente
  • Inspiration aus der Bionik
  • Entwurfsweise und Werkzeuge des rechnergestützten Entwurfs für die Mikrosensorik und -systemtechnik
  • Modellierungs- und Simulationstechniken (u. a. verschiedenen Energiedomänen, Prinzip FEM)
  • Entwurfsmethoden für anwendungsspezifische Sensorzellen und deren Verbindung mit Elektronik: Auswahl, Dimensionierung, Simulation, Layout
  • Architekturen für „gefesselte“ Sensoren
  • Übersicht von Mikroaktoren im Kontext der Sensorik
  • Energieversorgung/Autarke MEMS
  • Struktur drahtloser integrierter Sensoren und Sensornetzwerke, Prinzip Smart-Dust
  • (Eigen)Kalibrierung, Rekonfiguration, Adaption, Selbstüberwachung/-reparatur von Sensorsystemen (Self-X-Eigenschaften)Entwurfsweise und Werkzeuge des rechnergestützten Entwurfs für die Mikrosensorik/Mikrosystemtechnik
  • Modellierungs- und Simulationstechniken (u. a. verschiedenen Energiedomänen, Prinzip FEM)
  • Entwurfsmethoden für anwendungsspezifische Sensorzellen und deren Verbindung mit Elektronik: Auswahl, Dimensionierung, Simulation, Layout
  • Architekturen für „gefesselte“ Sensoren
  • Übersicht von Mikroaktoren im Kontext der Sensorik
  • Energieversorgung/Autarke MEMS
  • (Eigen)Kalibrierung, Rekonfiguration, Adaption, Selbstüberwachung/-reparatur von Sensorsystemen

Literature

  • Marc J. Madou, Fundamentals of Microfabrication – The Science of Miniaturization, 2nd ed., CRC Press, 2002.
  • Mohammed Gad-el-Hak, The MEMS-Handbook, CRC Press, 2002.
  • M. Kasper, Mikrosystementwurf – Entwurf und Simulation von Mikrosystemen, Springer 2000.
  • Barth, Humphrey, Secomb (eds.), Sensors and Sensing in Biology and Engineering, Springer, 2003.
  • W. Nachtigall, Kurt G. Blüchel, Bionik – Neue Technologien nach dem Vorbild der Natur, DVA, 2000

Materials

Foliensätze, Cadence DFW II über EUROPRACTICE mit dem AMS-Design-Kit für die 0.35 μm CMOS Technologie (ggf. Aktualisierung zu Nachfolgetechnologie) sowie Coventor MEMS+ mit MEMSCAP-Technologien

Registration

Anmeldung durch Eintrag in eine Liste in der ersten Veranstaltung auch zur Einrichtung des Rechnerzugangs für die begleitende Rechnerübung und das Semesterprojekt und NDA

Requirements for attendance (informal)

Elektronische Bauelemente, Schaltungstechnik, Integrationsverfahren, Schaltkreis- und Systementwurf

Modules:

Requirements for attendance (formal)

Technology and Design of Integrated Mixed-Signal Circuits and Systems (TESYS)

References to Course [EIT-ISE-650-K-7]

Module Name Context
[EIT-ISE-650-M-7] Manufacturing and Design of Integrated Sensors Systems (HEIS) P: Obligatory 2V+2U, 5.0 LP