Cis14 issuu by Philipp Heinlein

CiS 14 JAHRESBERICHT 2014 CiS FORSCHUNGSINSTITUT FÜR MIKROSENSORIK GMBH

Impressum

Inhalt

Herausgeber: CiS Forschungs institut für Mikrosensorik GmbH

Fotos und Grafiken: CiS, Sebastian Reuter, Päckert, Checkpoint Media, Elke Gentschew, DKB, LEG Thürin gen, ML & C GmbH

VORWORT – 3

1 STREIFLICHTER – 6 2 ÜBERSICHT ÜBER DAS FORSCHUNGSINSTITUT – 12 3 AUSGEWÄHLTE PROJEKTE – 16

Gestaltung: design:lab weimar

4 NACHWUCHSFÖRDERUNG AM CIS – 31

Die in diesem Bericht enthaltenen Angaben entsprechen den bis zur Erscheinung bekannten Sachver halten. Alle Angaben und Berech nungen beruhen auf gewissenhafter Prüfung.

5 MITWIRKUNG, MESSEN, KONFERENZEN, VERÖFFENTLICHUNGEN – 30

KONTAKT – 48

VORWORT

Sehr geehrte Damen und Herren, es freut uns, Ihnen mitteilen zu können, dass die erste Phase unserer Umstruk turierung und Neuausrichtung erfolgreich verlaufen ist. Die Solarbranche ist zu schnell gewachsen und geradezu vom Boom in die Krise übergegangen. Da mit ist das wirtschaftliche Umfeld für unser Solarzentrum in kürzester Zeit weg gebrochen und eine Umstrukturierung unseres Institutes war unausweichlich. 2014 war für das CiS ein erfolgreiches Jahr. Wir haben große Fort schritte bei der strategischen Neuausrichtung unseres Forschungsinstitutes erzielt. Alle Forschungsprojekte aus dem Geschäftsfeld Photovoltaik wurden planmäßig abgeschlossen. Zeitgleich erfolgte die Einarbeitung der Mitarbei ter in neue Themenfelder in unterschiedlichen Fachbereichen des Institutes. Es ist gelungen, die umfangreiche Umstrukturierung ohne den drohenden Personalabbau abzuschließen. Damit eng verbunden ist der Auf- und Aus bau des neuen Geschäftsfeldes Silizium-Detektoren”. Somit haben wir ein solides Fundament erbaut, um die kommenden Herausforderungen zu meis tern. Durch den Einsatz und das Engagement aller Mitarbeiter konnten unser wirtschaftlichen Ziele erreicht werden. Entsprechend unseres Leitgedankens „Competence in Silicon“ und der Ausrichtung auf unsere Kernkompetenzen haben wir gemeinsam mit unse rem Trägerverein CiS e.V. am 08.12.2014 die Namensänderung in „CiS For schungsinstitut für Mikrosensorik GmbH“ beschlossen. Das CiS Forschungsinstitut agiert mit 3 Geschäftsfeldern und 4 Fachbe reichen. Von der Simulation bis zum Prototypen bearbeiten wir interdiszipli när komplexe Entwicklungsaufträge für unsere Partner und Auftraggeber auf den Gebieten Silizium-basierter Sensorik und Optoelektronik. Ziel ist dabei die kundenspezifische Entwicklung von Silizium-Bauelementen bis hin zum integrierten Mikrosystem. Thematisch fokussieren wir uns auf die Strategiefelder hochstabile Drucksensoren, Strahlungsdetektoren, funktionalisierte Strahler- Empfänger baugruppen, mikrooptische Komponenten und Multisensorsysteme sowie piezoresistive mikromechanische Module für die Kraft- und Wegmessung. Unsere Spezialitäten in der Siliziumtechnologie sind dabei die 3D Struk turierung, die beidseitige Bearbeitung von dünnen Wafern, die Erzeugung und Verarbeitung von Waferstapeln und die Entwicklung und Anwendung spezieller Prozesse mit erhöhter Strahlenbeständigkeit. In enger Zusammenarbeit mit der Industrie sowie Universitäten und For schungseinrichtungen transferieren wir Ergebnisse der Grundlagenforschung 3

VORWORT

in kundenspezifische industrielle Lösungen. Unsere Technologiekompetenz und langjährige Erfahrung bilden dabei die Voraussetzungen für erstklassige Entwicklungsergebnisse, die nach einer erfolgreichen Entwicklung am CiS Forschungsinstitut auch in Kleinserien gefertigt werden können. So haben wir leistungsfähige Bauteile gemeinsam mit der Industrie entwickelt und gefertigt, die heute auf vielen Autoteststrecken der Welt zur Messung der Fahreigenschaften genutzt werden. Gemeinsam mit 60 ausgewählten Unternehmen und Einrichtungen nah men wir an der 12. Industrieausstellung „Germany at CERN“ im Januar 2014 unter dem Banner des BMBF teil. Für die Vorbereitung des Neustarts der CERN–Experimente präsentierte das CiS Forschungsinstitut neuartige Mik ro-Streifen-Detektoren zur Spurverfolgung und extrem dünne doppelseitig prozessierte Pixeldetektoren für die innersten Lagen der Siliziumdetektoren in den Experimenten ATLAS und CMS am CERN. Als An-Institut der Techni schen Universität Ilmenau sind wir regional mit der Forschungsbasis veran kert und können marktnahe Industrietrends für die Grundlagenforschung bereitstellen. Gleichzeitig bieten wir jungen Nachwuchswissenschaftlern die Chance, industrierelevante Themen zu bearbeiten. Besonders stolz sind wir daher, dass der Verband Innovativer Unter nehmen als bundesweiter Interessenverband des forschenden Mittelstandes und die deutsche Kreditbank unseren Mitarbeiter Dr. Gerrit Heinrich mit dem Nachwuchsforscherpreis 2014 auszeichneten. Seine Dissertation „Direkte La serablation von dünnen, auf Silizium abgeschiedenen Siliziumnitridschichten durch nichtlineare Absorption“ überzeugte die Jury. Die Laudatio würdigte die Dissertation als herausragenden Beitrag für den Transfer dieser theoreti schen Erkenntnisse in praxisrelevante technologische Prozesse.

An dieser Stelle danken wir allen unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, Studenten, Doktoranden und Praktikanten. Mit außerordentlichem Engage ment und unermüdlichem Einsatz haben sie ganz wesentlich zum Erfolg un seres Institutes beigetragen. Ebenso gilt unser Dank unseren Projektpartnern und Auftraggebern der Industrie für ihr Vertrauen und die konstruktive Ko operation. Wir danken auch der Europäischen Union, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, dem Bundesministerium für Wirtschaft und Ener gie, der Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungseinrichtungen und dem Land Thüringen für ihre Unterstützung bei Forschungs- und Investitionspro jekten. Unser besonderer Dank gilt unseren Gremien Aufsichtsrat, Vorstand und Wissenschaftlicher Beirat für ihr Engagement und ihre fachliche Expertise bei der weiteren Entwicklung unseres Forschungsinstitutes. Mit unserem Jahresbericht 2014 laden wir Sie ein, einige unserer For schung- und Entwicklungsergebnisse näher kennen zu lernen.

Dr. Hans-Joachim Freitag

Prof. Thomas Ortlepp

STREIFLICHTER

Finanzierung von Entwicklungsleistungen

Applikationszentrum Mikrooptische Systeme

Speziell für die kleinen und mittelständischen Unterneh men veranstaltet das CiS regelmäßig mit verschiedenen Kooperationspartnern Workshops zum Thema Koopera tionen, Industrieforschung und Finanzierung. In diesem Jahr spannte der Workshop den Bogen von der innovati ven Idee bis zur Markteinführung, flankiert durch aktuelle Förderprogramme.

Der Einladung zum Workshop „Aufbau- und Verbin dungstechnik von optischen Mikrosystemen“ folgten Wissenschaftler, Ingenieure und Anwender aus ganz Deutschland. Eine leistungsfähige Aufbau- und Verbin dungstechnik (AVT) ist eine entscheidende Grundlage für die Entwicklung und Herstellung miniaturisierter Op tik und Sensorik. Beispiele aus der Beleuchtungs-, Me dizin- und Lasertechnik beförderten einen intensiven Diskurs über Vor- und Nachteile, Grenzen und Anwen dungsmöglichkeiten dieser Technologien. Auch nach dem Auslaufen der Förderung wird diese Veranstaltungsreihe „amos-Konferenz“ fortgeführt.

Advanced UV for Life Das Konsortium „Advanced UV for Life“ hat im Jahr 2014 die im Rahmen des BMBF-Programms „Zwan zig20 – Partnerschaft für Innovation“ geforderte Strate giephase abgeschlossen und erfolgreich verteidigt. In Zukunft wird hier die Technologie zur Herstellung von UV-LEDs und die damit möglichen neuen industri ellen Anwendungen entwickelt. Parallel dazu konnten erste Investitionsprojekte zur Stärkung der technologi schen Basis gestartet werden. Basierend auf der erar beiteten Roadmap wurden die ersten Projektskizzen erarbeitet und vor dem wissenschaftlichen Beirat erfolg reich verteidigt. Die Verbundprojekte werden im Jahr 2015 beginnen.

Ausbau der Infrastruktur für industrienahe Forschung und Entwicklung Dank der Unterstützung durch das Land Thüringen, der EU und Projektpartner konnte das CiS seine Infrastruktur erheblich verbessern und ausbauen. Die Investitionen ermöglichen ein industrienahes Umfeld für die Technolo gieentwicklung und Fertigung von Sensoren mit höchs ter Präzision und Qualität.

STREIFLICHTER

Projektionslithographie mit sehr hoher Abbildungstreue

ICP-DRIE Ätzanlage

Ein Vollfeld-Projektionsbelichtungs-Lithographiesystem ermöglicht höchste Abbildungstreue im gesamten Bild feld und doppelseitige Belichtung der Wafer. Bei einer Auflösung von 2 µm können im gesamten Bildfeld Struk turvariationen von weniger als 30 nm realisiert werden. Das System gewährleistet eine vollkommen kon taktfreie hochpräzise Belichtung auch in mehrschichtigen Substraten oder eines dicken Fotolacks ohne Beschädi gung der Maske oder der Wafer. Dieses Infrastrukturprojekt, gefördert durch das Land Thüringen, erweitert die technologischen Möglich keiten um eine innovative Belichtungsmethode. Spezi ell für 3D-Strukturen und 3D-Mikrosysteme erlaubt sie, neuste industrielle Entwicklungen schnell, zuverlässig und mit höchster Präzision umzusetzen.

Die 3D-Integration von Mikrosystemen ist auf höchste Flexibilität in der Silizium-Strukturierung angewiesen. Mit der neuen Trockenätzanlage können z.B. Durch kontaktierungen, Mikrokraftsensoren oder Cantilever zu künftig noch feiner und genauer erzeugt werden. Dieses Infrastrukturprojekt, gefördert durch das Land Thürin gen, ermöglicht exzellente Ergebnisse für vertikale und abgeflachte Ätzungen mit sehr hohem Aspektverhält nis bei gleichzeitig geringen Bearbeitungszeiten. Damit kann das CiS innovative Neuentwicklungen im Bereich der Mikrosensorik schnell und flexibel mit unseren Indus triepartnern zu erarbeiten.

3D-Charakterisierungstools Zu Verbesserung der Qualität und der Prozesssicherheit erlaubt ein neuartiges automatisierbares multispektra les Charakterisierungssystem eine schnelle, genaue und zerstörungsfreie Analyse von MEMS- und MOEMS-Kom ponenten. Es liefert Daten zur Kontrolle von Technolo gievariationen in der Waferfertigung und im Aufbau von gestapelten Mikrosystemen. Damit wird eine sehr schnelle Rückwirkung auf laufende Entwicklungen möglich.

Analyse von Fehlern im Bondinterface

links: Fokus auf Oberfläche

Mitte: Fokus auf Bondinterface

rechts: IR-Beleuchtung von hinten

ÜBERSICHT ÜBER DAS FORSCHUNGSINSTITUT

Die „CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH“ ist eine gemeinnützige, produktionsnahe Forschungs einrichtung. Aufbauend auf einer mehr als 20-jährigen „competence in silicon“ entwickeln wir für unsere Auf traggeber hochpräzise und hochstabile Komponenten für Sensorsysteme mit Einsatzbereichen von der Prozess messtechnik und Industrieautomatisierung bis hin zur Hochenergiephysik. Produkte können in kleinen Serien gefertigt werden. Als An-Institut der TU Ilmenau bauen wir eine Brücke zur Umsetzung von Ergebnissen der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung. Dabei spielen neue technologische Verfahren und Mög lichkeiten eine besondere Rolle, da aufgrund hoher Risi ken gerade für die industrielle Nutzung in der Regel mit erheblichen Einstiegshürden verbunden sind. Im Auftrag der öffentlichen Hand werden geförderte, zukunftsrele vante Forschungsvorhaben bearbeitet. Damit werden die Voraussetzungen geschaffen, Innovationen im pri vaten und öffentlichen Sektor voranzutreiben. Das „CiS Forschungsinstitut“ ist in eine Reihe von nationalen und europäischen Netzwerken und Kooperationen eingebun den. Mit mehr als 100 wissenschaftlichen Mitarbeitern wurden 2014 ein Umsatz von ca. 13 Mio. € realisiert. Ca. 1.500 m² Reinraumfläche in verschiedenen Reinraumklassen und 1.000 m² klimatisierte Laborflächen ste hen den Fachbereichen zur Verfügung. Das CiS arbeitet auf der Basis des Qualitätsma nagementsystems DIN EN ISO 9001.

GESCHÄFTSFELDER

FACHBEREICHE

Silizium- Detektoren

Elektro- Optomechanische elektronische Systeme Systeme MEMS AMOS

Technologie Simulation & Design Waferprozessierung Aufbau- & Verbindungstechnik Test & Analytik

System Silizium-Detektoren Mikromechanische Sensoren Mikrooptoelektronische Sensoren

Abb. 2: Struktur des CiS Forschungsinstitutes

Infrastruktur der Fachbereiche Simulation & Design multiphysikalischer Systeme • Layout-CAD-Software • FEM-Simulationstools für elektrische, optische, me chanische und thermische Berechnungen (z.B. SIL VACO: ATLAS, TESCA, ATHENA, FLOODS; ANSYS, COMSOL) • SPICE-Simulatoren (HSPICE, CADENCE pSPICE) Waferprozessierung • 4“-Wafer-Linie, doppelseitiges Waferprocessing, • Spray-Coating für 3D-MEMS/MOEMS • DRIE, RIE, Plasmaätzen, Wet-Bench für MEMS/ MOEMS • Hochtemperaturprozesse • LP-CVD, PE-CVD, Magnetronsputtern • Silizium-Direktbonden, Anodisches Bonden

Aufbau- & Verbindungstechnik • Automatische Chip-Bonder, manuelle Fine-Placer • Vollautomatische Ultraschall- und Thermoso nic-Draht-Bonder • Halbautomatischer Drahtbonder • Schablonendrucker und SMD-Bestücker • Dampfphasen-, Bügellot-, Vakuum- und Laserlot anlage • Automatischer Dispenser Test & Analytik • 8“-Waferprober, 4“- und 6“-DoppelseitenWaferprober • Opto-Waferprober (u.a. OBIC) • SIMS-Tiefenprofilanalyse, FIB-Querschnitts präperation, REM mit EDX, AFM • Optische und mechanische Profilometer • Klimaprüfschranke, Temperaturschockschrank, Pressure cooker • Halbleitermesstechnik (CV, TVS, UBR, pin-hole, lifetime) 15

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE

Training for career development in high radiation enviroment Technologies „Initial Training Networks“ (TALENT) – internationales Forschungsausbildungsprogramm für junge Nachwuchsforscher

Ein 4“-Experimentwafer mit den neu entwickelten Planar-Quad-Sensoren

Die eigentlichen Detektoren des IBL in einer Versuchsanordnung

„Initial Training Networks“ aus dem Europäischen MARIE CURIE-Programm ermöglicht jungen Nachwuchswissenschaftlern, in europäischen Forschungs netzwerken im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsausbildungspro gramms ihre Forschungskompetenzen zur verbessern. TALENT ist ein solches Netzwerk und verbindet junge Forscher aus 2 Forschungseinrich tungen, 7 Universitäten und 8 Industriepartnern in Europa. Das verbindende Ziel ist die Entwicklung einer neuen Generation von Präzisions-Pixeldetek toren. Diese Strahlungsdetektoren haben 2012 einen wesentlichen Beitrag zur Entdeckung des so genannten Higgs-Bosons beigetragen. Im Mai 2014 wurde zu den drei bereits vorhandenen Pixellagen des ATLAS Experiments am CERN eine zusätzliche vierte eingefügt: der so genannte Inner B-Layer, kurz IBL. Jungwissenschaftler des TALENT-Programms haben daran aktiv mitgewirkt und diesen Meilenstein im Upgrade des ATLAS-Detektors mit er möglicht. Wenn der LHC im Jahr 2015 wieder angefahren wird, werden erste Ergebnisse gespannt erwartet. Auch in anderen Bereichen wurden von Mitgliedern des TALENT-Netz werks signifikante Beiträge geleistet. So wurde beispielsweise der Diamond Beam Monitor fertiggestellt und installiert, eine neue Sensorgeneration (Quads) entwickelt, Technologietransfer im Austausch mit Universitäten und Firmen vorangetrieben. Die Weiterentwicklung des Auslesesystems für AT LAS Pixel (USBPix 3.0) wurde ebenfalls von einem TALENT-Wissenschaftler aktiv unterstützt, genauso wie Entwicklungen – neben Planarpixelsensoren – auch im Bereich von Diamant-, 3D- und CMOS Pixelsensoren. Das Projekt ist in allen seinen Bestandteilen und Arbeitspaketen ein vol ler Erfolg. In der „Midterm Review“ im Mai 2014 wurde TALENT von Seiten der EU die Bestnote erteilt. Die enge Zusammenarbeit zwischen CERN, den Universitäten, Forschungsinstituten und nicht zuletzt Firmen wie dem CiS Forschungsinstitut hat zu einem signifikanten Teil zum Upgrade des ATLASExperiments beigetragen und wird dies auch noch bis über das offizielle Ende des Projekts im Dezember 2015 hinaus leisten. Zahlreiche Wissen schaftler und Ingenieure werden von ihren jeweiligen Instituten übernommen und mit ihrer Arbeit fortfahren.

Der verpackte Inner B-Layer (IBL) im Aufbau labor an der Oberfläche, wenige Tage vor der Installation in der Kaverne im Mai 2014

Entwicklung feingranularer, abbildungsartefaktarmer Pixel-Strahlungsdetektoren für medizinische Anwendungen auf Basis eines Mikro-NanoStrukturierungsmoduls für lithographische Prozesse Die Grundidee des RadioMed-Projektes war die Verknüpfung von masken losen Belichtungsverfahren (Laser- und Elektronenstrahlbelichtung) mit den klassischen maskengestützten Belichtungsverfahren (Kontakt-, Proximityund Projektionsbelichtung) in Form eines Mix-Match-Betriebes. Für die Mi kro-Nano-Strukturierung in den verschiedenen mikrosensorischen Ebenen wurden dazu maskengestützte Belichtungsverfahren mit der Laser- und Elektronenstrahllithographie verknüpft. Dazu wurden in diesem Projekt neue Schnittstellen und Kooperations ketten untersucht und validiert, die für einen klassischen fotolithographischen Prozess eher untypisch sind. Im Mittelpunkt der technischen und technologischen Verfahrensent wicklung stand die Verknüpfung der im CiS vorhandenen maskengestützten Belichtungstechnik mit der Laser- und Elektronenstrahllithographie gemäß folgender Abbildung:

Belichtungsanlagen des CIS

MPA 500 FAB

Belichtungsanlagen Kooperationspartner

MA6

Mix-MatchBetrieb Elektronenstrahlbelichter

Laserdirektbelichter

RAITH 150

DWL 66 19

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE Dazu wurden Parameterfelder zur weiteren Skalierung für die Integration von kleinsten Strukturen innerhalb eines Pixel-Herstellungsprozesses entwickelt, die folgende Bedeutung bzw. Innovationen für den Waferprozess darstellen: • eine homogene Strukturübertragung über den gesamten Waferdurchmes ser • minimale Überdeckungsfehler • Herstellung von abbildungsartefaktarmen und partikelfreien Lackmasken • Gewährleistung einer Homogenität bei der Strukturübertragung mittels Laser- und Elektronenstrahllithographie über den gesamten Waferdurch messer von unter 0,1 µm Durch Variation der Pixelgrößen auf Grundlage von neuen Bias-Strukturen erfolgte die Halbierung der gegenwärtigen Pixelbreiten und somit eine Ver besserung der Auflösung der „RadioMed-Pixel-Detektoren“ um den Faktor 2. Feingranulare und abbildungsartefaktearme Pixeldetektoren sind das Re sultat dieser Arbeiten. Diese Ergebnisse bestätigen die technische und technologische Mach barkeit des Mix-Match-Betriebs und den Erhalt eines Überdeckungsfehlers von kleiner 1,0 µm. Im RadioMed-Projekt wurde ein M-N-Strukturierungsmodul entwickelt. Es umfasst Algorithmen, fotolithographische Parameterfelder und Erfahrun gen und dient zur Realisierung von sensorischen Anwendungen mit spezifi schen Strukturen durch definierte Lithographie-Verfahren. Mit diesem innovativen Konzept können Strukturgenauigkeiten im Sub-Mikrometerbereich auf kleinsten Teilflächen von Chips erzielt werden. Durch die Kombination von Nano- und Mikrostrukturierungen wird eine hohe Abbildungsqualität erzielt. Erstmalig wurde der Standard-Positivresist für maskengestützte Belich tungverfahren in der maskenlosen Lithographie angeprobt und bewertet. In Analogie zum bekannten Wirkprinzip der fotolithographischen Strukturierung wird hier mittels gesteuertem Laserstrahl der AR-P 3540 MIF chemisch verän dert und durch die nachfolgende Entwicklung gelöst. Erste Ergebnisse zeigen die folgenden Abbildungen. Die Auflösungen sind kleiner 1,0 µm.

Aufgelöste Strukturen (Stege) < 1,0 µm im AR-P 3540 MIF

Aufgelöste Strukturen (Löcher) < 1,0 µm im AR-P 3540 MIF

Green Energy mit Silizium-Thermogeneratoren Abwärme im Wert von 25 Milliarden Euro entweicht jedes Jahr ungenutzt in Deutschland. Ob im Haus, Auto oder Mikrosystemen – überall arbeiten For scher daran, dieses Potenzial nutzbar zu machen. Das Projekt SiTEG demonstriert, dass Thermogeneratoren aus Silizium elektrische Energie aus der Abwärme technischer und industrieller Anlagen erzeugen können. Sind sie auch noch in Sensoren und Sensorsystemen in tegriert, können sie diese hinreichend effizient mit elektrischer Energie ver sorgen. Thermoelektrische Generatoren (Thermogeneratoren) aus Silizium bieten zwar nicht höchste Effizienz, aber im Fall stabiler Abwärme und Kühl möglichkeiten erlauben sie dennoch einen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz, zum Beispiel in Industrieprozessen oder in Verbrennungsmotoren. 2008 stellte BMW einen ersten Prototyp eines 5er-BMW vor, in dessen Abgas rückführung thermoelektrische Generatoren enthalten sind. Bei Testfahrten lieferte das System bis zu 200 Watt. Seither arbeiten Techniker an der All tagstauglichkeit von Thermogeneratoren. Die außerordentlichen Vorteile von Silizium, und die anvisierte Integrations fähigkeit sowie die Realisierung im Batch-Prozess bieten die Möglichkeit einer stabilen, autarken Energieversorgung der Sensoren mittels thermoelek trischer Generatoren. Der Einsatz von Silizium für thermoelektrische Genera toren wurde im Projekt ausdrücklich beschränkt auf: • die Anwendung silizium-basierter Thermogeneratoren für die Energie versorgung autarker Sensoren und • die Kopplung mit technischen Systemen mit stabilem Temperaturgra dienten und wenn ohnehin überschüssige Wärmeenergie abgeführt werden muss. Die Betrachtung eines sogenannten “figure of merit“ des Thermogenerators ist dann nicht nur ohne Bedeutung, sondern sogar irreführend. Im Projekt wurden verschiedene Layoutvarianten mit unterschiedli chen technologischen Varianten realisiert. Die maximale gemessene Ther mospannung je Chip beträgt 0.46 V bei 10 K Temperaturdifferenz. Bei 46 Streifenpaaren auf dem Chip entspricht dies 0,5 mV je Streifen und K. Dies wiederum entspricht ca. der Hälfte des Seebeck-Koeffizienten für Silizium. Der gemessene Wert liegt somit in der Größenordnung des theoretisch er reichbaren Wertes. Dieser kann nach oben hin noch optimiert werden. Der Strom ist mit 0,3 µA vergleichsweise gering, bedingt durch die Teststruk tur-Konstruktion und die integrierte Fertigung. Im Zusammenhang damit steht auch der hier hohe Bahnwiderstand der Streifen. Die gemessenen Werte liegen insgesamt im Bereich der prognostizier ten Ergebnisse. Damit wurde die technische Realisierbarkeit nachgewiesen, unter den benannten Bedingungen einen Akku zu versorgen.

Temperaturverteilung berechnet mit COMSOL bei einer Temperaturdifferenz der Unterseiten von 30K.

Versuchsaufbau mit Objektträger mit zwei entgegengesetzt geschalteten Peltier-Ele menten, auf denen der Chip liegt und der mit Nadeln angetastet ist.

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE

Sender-Empfänger-Bau gruppe

Entwicklung eines miniaturisierten optischen Rauheitssensors zur Klassifizierung bearbeiteter Oberflächen Im Spannungsfeld von Qualitätsanspruch – Produktivität (Effizienz der Bear beitung) – und Wertigkeit (Wertschöpfung) liegt der anzustrebende sensori sche Lösungsansatz dieses Vorhabens. Hier sollen „In-Prozess“-Erfassungen es erlauben, charakterisierende Kenngrößen der Rauheitsmessungen zu bestimmen, die die Qualitätsforde rungen bis in die Grenzbereiche der beherrschbaren Bearbeitungsprozesse im Rahmen eines „closed loop control“ garantieren. Als prädestinierte Finish-Zerspanungsprozesse kennzeichnende phy sikalische Größe gilt die Oberflächengüte. Sie lässt neben einer Aussage zur Qualität der Oberfläche des Bauteils, auch eine Bewertung des Zer spanungsprozesses, den Verschleißfortschritt sowie einen kontinuierlichen Soll-/Ist- Vergleich bzgl. der qualitativen Vorgaben zu. Das Projekt RZ-Sens beschäftigte sich mit der Entwicklung eines optischen Rauheitssensors zur Klassifizierung von gespanten metallischen Oberflächen zur Verwendung an Werkzeugmaschinen. Der Einsatzbereich des Systems liegt im Produktionsund Fertigungsprozess zur Inlineanalyse des Spanprozesses, der Prozesssteu erung und Qualitätssicherung. Aus dem Einsatzbereich ergibt sich zudem eine hohe mechanische Beanspruchung an das System, welche eine robuste und energieautarke Integration erfordert.

Technisches Funktionsprinzip

Bohrmesskopf

Vergleich einer herkömmlichen taktilen Messung mit der optischen Messung

Sensor

Ausgehend von der Zielstellung, wurde eine Sender-Empfänger-Einheit ent wickelt, die einen Laserstrahl auf die zu messende Probe projiziert und mit einem angepassten Detektorarray ausliest. Die Strahlerkomponente besteht aus einem VCSEL (ein spezieller Halbleiterlaser) und einer Optik, die mecha nisch mit dem Fotodiodendetektor ausgerichtet ist. Der fokussierte Laser hat einen Spotdurchmesser von 15 µm. Die Steuerung der Komponenten, die elektrische Signalverarbeitung und die Speicherung der Messwerte erfolgt mit einer mikrocontrollergesteuerten Ausleseelektronik und serieller Daten übertragung. Eine Software steuert den Messablauf und die Elektronik emp fängt und visualisiert die Messdaten. Alle Komponenten wurden in einen modifizierten Bohrkopf integriert, der die Sender-Empfänger-Baugruppe, die Auswerteelektronik und die Komponenten zur Datenübertragung sowie die autarke Stromversorgung vor mechanischen Belastungen schützt. Der Bohr messkopf besitzt einen standardisierten Anschluss für Werkzeugmaschinen. Zum Funktionsnachweis wurden diverse Referenzproben auf einem Demons trator gemessen. Die Abtastrate beträgt ca. 10 kSa/s, was bei einem Messvorschub von 1 mm/s und einer lateralen Auflösung von unter 1 µm entspricht. Die Auflö sung der Rauheit beträgt 1 µm bis 20 µm. Die optische Messung der Rauheit lässt sich gut mit taktil gemessenen Proben vergleichen. Die Integration des Rauheitssensors in Werkzeugmaschinen erfolgt auf grund der autarken Versorgung und seriellen Datenkommunikation relativ einfach. Zudem bietet die reine Strahler-Empfänger-Baugruppe das Poten zial in anderen Marktbereichen (z.B. Triangulationsmessungen) angewandt zu werden.

Bauteile des modifizierter Bohrkopfes

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE Entwicklung einer Hochtemperatur-Kontaktierungstechnologie für siliziumbasierte Elektronikanwendungen

Drucksensor aufgebaut auf TO-Sockel mit tels Sintertechnologie

Schrägschliff eines gesinterten Gefüges nach Die-Attach mittels Sintertechnolo gie (Bondoberflächen mit Silber-Dick schicht-Metallisierung)

Hohe Zuverlässigkeiten und absolute Genauigkeiten unter extremen Ein satzbedingungen sind grundlegende Voraussetzungen für den Einsatz von miniaturisierten Systemen (MEMS und MOEMS) für Anwendungen in der Medizintechnik, Prozessmesstechnik und der Kommunikationstechnik. Vor allem für Anwendungen im operativen Bereich über 150 °C ist ein großes In dustrieinteresse zu verzeichnen, was insbesondere eine Überarbeitung der Einsatzmaterialien und der Aufbau- und Verbindungstechnik mit sich zieht. Die Entwicklung hochtemperaturstabiler Kontaktsysteme für eine breite Anwendung vom MEMS-Bereich bis hin zu neuartigen Siliziumdetektoren er fordert die Überarbeitung der bisherigen Materialsysteme und Fertigungs verfahren, vor allem in Hinblick auf die Langzeitstabilität bei gleichzeitiger Vereinfachung und Kosteneffizienz der Technologien. Das FuE-Projekt „Hot Sil“ reagiert auf den Marktbedarf an hochtemperaturstabilen Kontaktsyste men für Sensorikanwendungen in heißer Umgebung. Wesentliches Ziel des Projektvorhabens bestand in der Entwicklung ei ner technologischen Plattform zum Festphasenfügen auf Basis des Silber sinterns zur Erzeugung von hochtemperaturstabilen Siliziumverbindungen für einen Dauerbetrieb über 150 °C. Als Ergebnis wurden verschiedene De monstratoren realisiert. Mittels Silbersintern wurde eine Fügetechnologie auf Chip-, Array- und Waferlevel als möglicher Ersatz für das Silizium-Direkt bondverfahren entwickelt. Silizium-Direktbondverfahren sind in den letzten Jahren vor allem im Drucksensorbereich zur Marktreife entwickelt worden. Sie verlangen aber hohe Anforderungen an die zu fügenden Oberflächen. Dadurch ergibt sich ein Bedarf an Technologiealternativen, vor allem für kleine Stückzahlen. Da rüber hinaus zeigen die Projektergebnisse ein vielversprechendes Potential als Ersatz für bisherige Klebetechnologien für die Drucksensor-Montage auf TO-Sockel bzw. Schaltungsträger bei gleichbleibend hoher Langzeitstabilität. Zusätzlich konnten die neu entwickelten Fügetechnologien zur Kontak tierung von Hochleistungsbauelementen wie Hochleistungs-LEDs verwendet werden, welche eine sehr gute Wärmeableitung verlangen. Lock-in-Ther mographieaufnahmen beweisen, dass vor allem die Silbersintermateria lien mit einer Wärmeleitung bis zu 100 W/mK bei optimaler Flächenfügung besser geeignet sind als bisherige bleifreie Lote (ca. 60 W/mK) und Leit klebstoffe (2 W/mK). Für zukünftige CiS-Entwicklungen bekommt das ther mische Management verbunden mit der optimalen Fügetechnik einen höheren Stellenwert. Neben der Auswahl an geeigneten Kühlelementen ist die Wärmeabfuhr essentiell an die Qualität der Fügeverbindung geknüpft. Denn auch die beste Wärmespreiz-Konstruktion kann keine gute Kühlleis tung erbringen, wenn die entstehende Wärmemenge gar nicht erst von den Hochleistungsbauelementen abgeleitet wird. Steigende Abwärme und/oder miniaturisierte Chipflächen erzwingen einen immer höher werdenden Bedarf an optimierter Fügung.

Realisierter Doppelbiegebalken (Draufsicht), Länge 20 mm

Kraft- und Wegnormal für die Nanoskala (Mikrokraftsensor) Die Messung von Kräften im Mikro- und Nanonewton-Bereich ist eine der zentralen Aufgaben der Materialprüfung in der Mikrosystemtechnik für die Entwicklung und Nutzung von miniaturisierten Bauteilen, zum Beispiel in Mo biltelefonen oder PKWs. Die Kenntnis von Materialeigenschaften wie Bin dungskräfte von Molekülen, spielt auch in der Medizin eine wichtige Rolle bei der Behandlung spezifischer Erkrankungen. Selbst bei der Charakteri sierung und der Handhabung biologischer Zellen wird die Kraftmessung eingesetzt. In der Industrie erfordert der zunehmende Einsatz von winzigen Kunststoffbauteilen entsprechende Messgeräte wie Tastschrittgeräte oder Rasterkraftmikroskope (AFM). Deren Tastkräfte müssen immer genauer und zuverlässiger eingestellt werden, um ein Zerkratzen der Oberfläche zu ver hindern. Dies spiegelt sich auch in der Zahl der Forschungsarbeiten und Publika tionen zu diesem Thema wieder. Die wesentlichen Themen sind: • Oberflächenmessungen mittels AFM-Cantilever (Kragbalken) • Messung biologischer Wechselwirkungen • Manipulation biologischer Zellen • Mikrotribologische Untersuchungen • Messung der Adhäsionskräfte im Mikromaßstab • Mikromechanische Charakterisierung • Sensoren für CMM (Coordinate Measuring Machines) Kraftsensoren, basierend auf mikromechanischen Strukturen, sind über wiegend für den einmaligen Gebrauch konzipiert. Die Kraft-Weg-Kennlinie dieser Sensoren wird häufig nur auf Grundlage der geometrischen Abmes sungen berechnet. Eine geringe Auswahl dieser Sensoren kann und wird mit Präzisionswaagen kalibriert. Diese Präzisionswaagen werden mit zunehmender Auflösung größer, so dass kleinste Sensoren (z.B. AFM-Cantilever) nur unter großem Aufwand kalibriert werden können. Ideal wäre es, wenn der Sensor, der AFM-Cantile ver, in der Anlage direkt kalibriert werden kann. Mit einer Präzisionswaage ist dies nicht möglich, da diese nicht in die Anlage eingebaut werden kann. So bleibt nur die Möglichkeit, dass aus den geometrischen Abmessun gen des Kragbalkens die Steifigkeit ermittelt wird. Dies ist allerdings mit ei nem größeren Fehler als bei der direkten Messung mit einer Präzisionswaage verbunden. Abhilfe schafft ein als Kraftnormal einzusetzender Mirokraftsen sor, der zuvor mittels einer Präzisionswaage kalibriert wurde, leicht zu hand haben ist und direkt in die Anlage integriert werden kann. Kommerzielle AFM-Cantilever besitzen für den Contact-Mode eine Fe derkonstante von 1,6 N/m, für den Non-Contact-Mode eine Federkonstante von 48 N/m. Der Kraftsensor soll zur Kalibrierung verschiedener AFM-Cantilever, wie Contact-Mode oder Non-Contact-Mode Cantilever mit Biegesteifigkeiten im Bereich von 0,01 N/m bis zu etwa 100 N/m genutzt werden können. Für Cantilever mit einer Steifigkeit von weniger als 0,1 N/m ist die Kalibrierun sicherheit > 5 % ausreichend. Das Kalibrierverfahren zeichnet sich dank des großen Verschiebungs- und Kraftbereichs durch eine einfache Handhabung aus. Somit kann es für verschiedene Typen von AFM eingesetzt werden. Um fangreiche Tests wurden bei der PTB durchgeführt. Die Messgenauigkeiten wurden bestätigt.

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE Energie- und ressourcensparende Tribosysteme durch intelligente Zerspanprozesse

Captohalter mit Cantilever

Messergebnis einer drehgefrästen Werkstückoberfläche

Drei wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungn, GFE – Gesellschaft für Ferti gungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V., ifw Günther-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH sowie die CiS Forschungsin stitut für Mikrosensorik GmbH verknüpften ihre Kernkompetenzen, um Lö sungsstrategien für eine „Energie- und ressourceneffiziente sensorintegrierte Fertigung von Materialkomponenten“ zu entwickeln. Bei der Bearbeitung eines Werkstückes einschließlich der Erzeugung spezieller Oberflächenstrukturen bilden Reibung und Verschleiß typische tri bologische Phänomene, bei denen Vorgänge auf atomarer und molekularer Ebene an den Grenzflächen von gegeneinander bewegten Werkstücken eine entscheidende Rolle spielen. Um die tribologischen Eigenschaften (werkstoffseitig und geometrisch) erfassen und durch deren Optimierung neue Produkteigenschaften generie ren zu können, werden Mikro- und Nanomesstechniken benötigt. Ein solches Mikrosensorsystem besteht aus Tastspitze, Mikrocantilever, piezoresistiven Widerständen, Signalvorverarbeitungs- und Kalibirierungs komponenten. Mittels Untersuchungen an unterschiedlichen metallischen Oberflächen wurde der Einfluss der Oberflächen/Maschinenparameter auf die messtechnischen Grundlagen der benötigten Tastspitzen ermittelt. Ver schiedene Tastspitzen wurden durch das CiS hergestellt und validiert. Eine elektronische Auswerteelektronik, integriert in der Messplatine, digitalisiert und überträgt die Signale der piezoresitiven Messbrücke. Ein Captohalter verbindet die Platine mit einer handelsüblichen Werkzeugmaschine. Firm ware für die Auswertelektronik sowie Software zum Auslesen der Signale ver vollständigen das Sensorsystem. Mit diesem System wurden an drehgefrästen Aluminiumstücken der GFE Inlinemessungen in Werkzeugmaschinen durchgeführt und analysiert. Die gemessenen Strukturen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den erwarteten Annahmen. Das Sensorsystem kann Messungen von Strukturen bis 200 µm und ei ner Messgenauigkeit von 2 nm auch bei spiegelnden Flächen auf einer Flä che von 1 mm x 1 mm realisieren. Eindrucksvoll wurde die Praxistauglichkeit des Sensorsystems demons triert. Die Kombination aus Tastspitze als Sensorelement, Aufbau- und Ver bindungstechnik, Elektronik und Werkzeughalter bildet ein vollwertiges Tribosystem für den Einsatz in Werkzeugmaschinen. Durch die Inlinefähigkeit können Messungen nach Bedarf ohne lange Standzeiten durchgeführt wer den. Das Ergebnis des Projektes ist auch konform mit den strategischen Ent scheidungen, Mikro-und Nanotechniken als wesentlich wertschöpfenden Teil des europäischen Programms „Factory of the future“, einzusetzen.

Fertig präparierter Demonstrator auf Messplatz.

3.7

Blasenloser Neigungssensor mit hoher Genauigkeit

Bei Analysenwaagen im Labor, Nivellierengeräten oder bestimmten Teles kopen wird die Neigung des Gerätegrundkörpers mit sogenannten Dosen libellen ermittelt. Visuell erfolgt dies durch den Betreiber. Durch das CiS Forschungsinstitut wurde bereits eine optoelektronische Dosenlibelle zur Er fassung der Blasenposition innerhalb der Dosenlibelle entwickelt und erfolg reich in die Industrie transferiert. Besonders bei Analysenwaagen, das zeigen die jüngsten Entwicklun gen, ist man daran interessiert, die Nivellierung der Waage auch als elekt ronischen Messwert bereitstellen zu können. Werden Neigungssensoren für die Nivellierung eingesetzt, kann auf eine aufwendige Kalibrierung durchaus verzichtet werden, wenn das System einen „natürlichen Nullpunkt“ aufweist. Das Ziel des marktorientierten Vorhabens „Blasenloser Neigungssen sor mit hoher Genauigkeit“ bestand in der Entwicklung eines neuartigen op toelektronischen Nivellierungs- und Neigungssensors mit einer gegenüber einem elektronischen Libellensensor verbesserten Kennlinienfunktion, kleine ren Abmessungen und günstigeren Fertigungskosten. Auch in der Halbleitertechnik scheint eine Nutzung naheliegend. So ist die genaue horizontale Ausrichtung von Wafern oder Retikeln in der Halb leiterfertigung (z.B. Belichtung, Beschichtung) für das Erreichen einer hohen Ausbeute und Qualität zwingend notwendig. Mittels Simulation, Form- und Materialauswahl der Mikrooptiken wur den zwei vollständige Konzeptionen für BLNS-Module entwickelt und um gesetzt. Auf der CiS-Technologie basierende BLNS-Siliziumchips bilden die Basiselemente. Prototypen wurden hergestellt und getestet. Die Ergebnisse bestätigen die modulierte Funktionalität. Ein Demonstrator veranschaulicht das Wirkprinzip. Die Vorzüge liegen in der simultanen Fähigkeit für die

AUSGEWÄHLTE PROJEKTE Nivellierungs- und Neigungsmessung und in einer nahezu linearen Sensorsi gnal-Kennlinie. Das entstandene technologische Wissen wurde patentiert und steht für kundenspezifische Lösungen sowie Lizenzvergaben an Sensor- und System hersteller zur Verfügung.

Steigerung von Zuverlässigkeit und Wirkungsgrad in der Photovoltaik mittels Optimierung von SINX:H/SI-Grenzflächen Im Mittelpunkt der Arbeiten in der Forschergruppe stand die Untersuchung der Potentialinduzierten Degradation (PID) kristalliner Siliziumsolarzellen, welche durch Kurzschlüsse über die Solarzelle klassifiziert werden kann („PID vom Shunting-Typ“). Dabei steht die für Siliziumsolarzellen wichtige Antire flexschicht Siliziumnitrid sowie die Grenzfläche Siliziumnitrid/Silizium (SiNx:H/ Si) im Vordergrund. SiNX findet weit verbreitet Anwendung und ist von he rausragender Bedeutung für die Funktionalität und die Leistungsmerkmale von Siliziumsolarzellen. Insbesondere spielt die SiNX-Schicht für den stark die Leistung von Siliziumsolarzellen limitierenden Effekt der Potentialindu zierten Degradation (PID) eine wichtige Rolle. Im Projekt erfolgten Präparationen der kritischen Grenzfläche SiNx:H/ Si, wobei deren Eigenschaften gezielt über die Abscheidebedingungen vari iert wurden. Begleitend dazu wurden numerische Simulationen durchgeführt, zum Einen, um den vieldiskutierten Einfluss von Ladungen in Siliziumnitrid schichten zu untersuchen und zum Anderen die Rolle von Natrium im Sta pelfehler mit den Beobachtungen aus den Experimenten zu korrelieren. Dazu wurden am CiS Bauelementesimulationen mit dem Device-Simulator ATLAS ® durchgeführt: Ausgehend vom Modell einer typischen, industriel len Siliziumsolarzelle wurden gezielt Ladungen in die Siliziumnitridschicht integriert, sowie Stapelfehler in das Silizium eingebaut. Damit konnten ex perimentelle Ergebnisse auch theoretisch vorhergesagt werden. Untermau ert wurden diese Resultate durch Simulationen der Stapelfehler: An der TU Ilmenau durchgeführte Dichtefunktional-Theorie-Rechnungen (DFT) konnten den Einfluss der Natriumdekoration eines Kristallbaufehlers auf die elektro nischen Eigenschaften des Siliziumkristalls beschreiben. Zudem wurden in Zusammenarbeit mit der TU Ilmenau umfängliche Charakterisierungen ver schiedener degradierter Solarzellmuster durchgeführt. Diese umfassten ver schiedene fortgeschrittene Methoden der Schicht- und Grenzflächenanalytik (z.B. Kapazitätsspannungsmessungen) sowie auch mikrostrukturelle Analysen (z.B. Röntgen-Photoelektronenspektroskopie, XPS). Die Untersuchungen er gaben, dass tatsächlich die erhöhte Rekombination die Ursache der gefun denen Degradation der elektrischen Solarzellparameter ist. Damit ergibt sich für das Modell der Potentialinduzierten Degradation an kristallinen Siliziumsolarmodulen, dass im Fall von PID I. Natrium in das Silizium eingedrungen ist und dort als Rekombinati onszentrum wirkt und somit die Konversionseffizienz des Solarmo duls limitiert, II. die Siliziumnitridschicht die Natriumdiffusion zugelassen hat, III. Natrium entweder aus der EVA-Schicht oder aus dem Modulglas be reitgestellt wurde. PID an kristallinen Siliziumsolarmodulen kann demnach verhindert werden, wenn die Punkte I.-III. technologisch vermieden bzw. so eingestellt wer den, dass Natrium nicht in das Silizium gelangen kann. Zur Vermeidung von 28

Prinzipskizze des Randbereichs eines Sili ziumsolarmoduls. Potentialinduzierte De gradation (PID) tritt in Folge eines starken elektrischen Feldes zwischen dem positiven Rahmen und der (feuchten) Modulvorder seite und den negativ gepolten Solarzellen im Inneren auf. Dadurch werden strukturelle Veränderungen im Bereich der Antireflex schicht (ARC) und des n-leitenden Emitters bewirkt.

PID und zur Sicherung und Steigerung der Produktzuverlässigkeit von So larmodulen (Lebensdauer > 25 Jahre) ist dieses Know-how ein wesentlicher Schlüssel.

Piezoresistive Hochtemperatur-Druckwandlerkerne Die hochpräzise Prozessmesstechnik steht mit Einsatztemperaturen von bis zu 300 °C vor neuen Herausforderungen. Anlagen- und Messtechnikprodu zenten wollen mit MEMS-basierten Druckwandlerkernen Funktionserweite rungen und neue Gestaltungsräume erschließen. Die passenden Mikrosystemtechnologien dazu hat jetzt das CiS For schungsinstitut entwickelt. Dazu wurden Prototypen verschiedener Drucksen sorchips, basierend auf dem „Silicon on Insulator“ (SOI)-Prinzip hergestellt. Neben konventionellen LP-CVD und Layer-Transfertechniken entstanden neue eigene Lösungen durch spezielle elektrochemisch unterstützende Ätz verfahren. Diese Technologien, kombiniert mit optimierten Montage- und Fertigungsverfahren, wie dem 0-Level-Packaging per Silizium-Direktbonden, gestatten Sensoren mit ausgezeichneter Performance zu entwickeln. Die Sensoren leiden durch diese Ausführungsvarianten nicht an den stark tem peraturabhängigen Leckströmen und Montagespannungen, die den Einsatz konventionell prozessierter Siliziumdrucksensoren bei hohen Temperaturen unmöglich machen. Bisher wurden alle Messungen bei Temperaturen bis zu 210 °C durch geführt. Die Messtechnik für Tests bis 300 °C befindet sich kurz vor der Fer tigstellung. Die bisher gewonnenen Daten zeigen eine nahezu temperaturunabhän gige Brückengrundverstimmung < 0,2 mV/V, eine hohe Polungsstabilität, eine Kennlinienabweichung < 0,1 % full-scale bei Nenndruck und ~2 % bei 5-facher Überlast. Die Kurzzeitstabilität über 24 Stunden bei 210 °C liegt nahe der mes stechnischen Auflösung bei weniger als 0,01 % full-scale (s. Abb.).

Messungen der Langzeit-Nullpunktstabilität bei 210 °C

NACHWUCHSFÖRDERUNG AM CIS

NACHWUCHSFÖRDERUNG AM CiS

Die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses hat eine hohe Priorität am CiS. Doktoranden, Studenten, Praktikanten und Schüler erhalten bei vielseitigen Ver anstaltungen einen Einblick in Forschungsaufgaben und Anwendungsfelder siliziumbasierter Sensorik. Angehende Physiker, Chemiker und Ingenieure fin den attraktive wissenschaftliche und industrienahe Auf gabenstellungen. Mit dem Thema „Direkte Laserablation von dün nen, auf Silizium abgeschiedenen Siliziumnitridschich ten durch nichtlinearen Absorption“ gewann Dr. Gerrit Heinrich vom CiS Forschungsinstitut den Nachwuchs forscherpreis 2014. Die Deutsche Kreditbank und der Verband innovativer Unternehmen als bundesweiter In teressenvertreter des innovativen Mittelstandes sind die Stifter dieses Preises. Die Auszeichnung erfolgte am 18.11.2014 im Rahmen des Kongresses von BMWi und Verband Innovativer Unternehmen unter dem Motto „In dustrieforschung in Deutschland – Schrittmacher für In novationen“. Dem jungen Wissenschaftler war es erstmalig ge lungen, hauchdünne Isolationsschichten kostengünstig und schnell per Ultrakurzzeit-Laserimpulsen punktuell abzutragen ohne die darunter liegende Punktionsschicht zu beschädigen. Die Arbeit entstand in gemeinsamer Kooperation mit der TU Ilmenau. Dr. Ortlepp, stellvertre tender Institutsleiter des CiS Forschungsinstitutes wür digte die Dissertation als herausragenden Beitrag für den Transfer dieser theoretischen Erkenntnisse in pra xisrelevante technologische Prozesse. Gezielt können damit geometrische Formen, z.B. für die Entwicklung optoelektronischer oder optomechanischer Prototypen genutzt werden. Der Nachwuchsforscherpreis ehrt Bachelor-, Mas terarbeiten und Promotionsarbeiten mit besonders ho hem Verwertungspotenzial. 32

Für die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses bietet das CiS eine breite Palette an wissenschaftlichen Praktika-, Bachelor- und Masterthemen an. Begleitet durch erfahrene Forscher und Ingenieure schätzen die Studenten die industrienahe Anbindung der Themen so wie die intensive Betreuung. Ein regelmäßiges wissen schaftliches Seminar gibt dem Nachwuchs die Chance, ihre Arbeiten vorzustellen, zu diskutieren und über die fachlichen Grenzen hinaus zu betrachten. 2014 arbeite ten 10 Studenten als Praktikanten oder schrieben ihre Bachelor- bzw. Masterarbeit am CiS. Das CiS ist auch Partner im europäischen Netzwerk TALENT (Training for cAreer deveLopment in highradi ation ENvironment Technologies). Dieses Netzwerk ver bindet junge Nachwuchswissenschaftler interdisziplinär aus Forschungseinrichtungen, Universitäten und Indus triepartner in ganz Europa. Das internationale Team hat eine neue Generation hochpräziser Pixeldetektoren ent wickelt, die nun für die nächsten Experimente, speziell am ATLAS Experiment eingesetzt werden. Nach 4 Jah ren Laufzeit und großem Erfolg wird das Programm wei terentwickelt und der Technologietransfer für industrielle Anwendungen eingeleitet. Der hohe Anteil von Studenten Thüringer Universi täten und Hochschulen bestätigt das Engagement des CiS bei der Nachwuchsbetreuung. Zudem beteiligt sich das CiS aktiv bei der Vorberei tung und Durchführung von Vorlesungen. Im Masterstu diengang „Automation and Electronics Engineering“ der FH Nordhausen vermittelt die Vorlesung „Mikrotechno logie“ Grundlagen der Halbleiterphysik und Halbleiter technologie. In der Mikroelektronik spielt die Energieeffizienz analoger und vor allem digitaler Schaltungen eine ent scheidende Rolle. Zukünftig werden cyber-physikalische Systeme dezentral und autonom arbeiten und umfang

Gerrit Heinrich (2.v.r.) bei der Preisverleihung (Bild: Päckert, Checkpoint Media, Elke Gentschew, DKB)

reiche Funktionen der Sensorik, Aktorik und Informati onsverarbeitung übernehmen. In der Vorlesung „Entwurf energieeffizienter integrierter Schaltungen“ an der Tech nischen Universität Ilmenau werden umfangreiche Simu lationsmodelle und mathematische Algorithmen für die Entwicklung integrierter Schaltkreise erörtert. Entwicklungsarbeiten des CiS werden auch an aus ländischen Universitäten für Untersuchungen und For schungsaufgaben genutzt. Eine Masterarbeit an der Universität Göteburg, Schweden, beschäftigt sich mit der Untersuchung der Herzrate von Schwimmern wäh rend des Schwimmens unter Nutzung eines vom CiS ent wickelten Sensors. Schon zur Tradition geworden, besuchten wie derum Schüler des Staatlichen Gymnasiums aus Son dershausen den Hightech-Standort Erfurt-Südost. Besichtigungen und Gespräche mit jungen Wissen schaftlern und Ingenieuren geben einen Einblick in die vielseitige Berufswelt für Techniker, Laboranten, Ingeni eure und Naturwissenschaftler.

Das CiS ist auch anerkannter Ausbildungspartner der Wirtschaft für die technischen und kaufmännischen Be rufe. Die Schwerpunkte der Ausbildung liegen auf den Berufsfeldern Mikrotechnologe/-in, Industriekauf frau/-mann, Bürokauffrau/-mann sowie Mikrotechnolo ge/-in mit berufsintegriertem Studium. Den Lehrlingen werden im Rahmen ihrer Berufsausbildung alle Kennt nisse und Fertigkeiten laut Ausbildungsrahmenplan der Ausbildungsverordnung im CiS in Zusammenarbeit mit den zuständigen Berufsschulen und den überbetriebli chen Ergänzungsausbildungen der Thüringer Stiftung für Bildung und berufliche Qualifizierung vermittelt. Die duale Ausbildung von BA-Studenten des CiS erfolgt an der Staatlichen Studienakademie Thürin gen – Berufsakademie Eisenach und Gera als Bache lor-Studiengänge in den Studienrichtungen International Business Administration, Elektrotechnik/Automatisie rungstechnik, Informations- und Kommunikationstechno logien sowie Dienstleistungsmanagement.

MITWIRKUNG MESSEN KONFERENZEN VERÖFFENTLICHUNGEN

MITWIRKUNG IN VEREINEN, VERBÄNDEN UND FACHAUSSCHÜSSEN

Das CiS Forschungsinstitut arbeitet in nachstehenden Verbänden, Vereinen bzw. Fachgremien mit, teilweise durch Mitwirkung in den jeweiligen Vorständen:

•

AIT Arbeitskreis der Informationsvermittler Thürin gen e.V. • AMA Fachverband für Sensorik e.V. Wissenschafts rat, Dr. Freitag • Arbeitskreis Mikrosysteme für Biotechnologie und Lifescience e.V. • Automobilzulieferer Thüringen e.V. (at e.V.) • DKE AK 373.0.10 „Solarzellen, Wafer und Module“ • Thüringer Stiftung für Bildung und berufliche Quali fizierung • Forschungsgesellschaft für Messtechnik, Senso rik und Medizintechnik e.V. Dresden (fms) (Herr Steinke, Vorstandsmitglied) • Forschungs- und Technologieverbund Thüringen e.V. (Dr. Freitag, Vorstandsmitglied) • Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung e.V. (GFE) • Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V., Arbeitskreis Korrosionsschutz in der Elektronik und Mikrosys temtechnik (Dr. Hintz) • Informationsdienst Wissenschaft idw e.V. • Forschungs- und Industriezentrum Erfurt e.V. (FIZ e.V.) (Dr. Freitag, Vorstandsmitglied)

• Wirtschaftssenat Hessen - Thüringen des Bundes verbandes mittelständische Wirtschaft BMVM (Dr. Freitag) • Institut für Angewandte Bauforschung Weimar ge meinnützige GmbH • Industrie- und Handelskammer Erfurt • Institut für Photonische Technologien e.V. (IPHT) • IVAM e.V. Fachverband für Mikrotechnik (Dr. Bro dersen AK Förderprogramme) • MNT Mikrotechnik Thüringen e.V. (Dr. Ortlepp, Vor standsmitglied) • OptoNet e.V. Jena • SolarInput e.V. • Unternehmerverband Thüringen e.V. • VDI/VDE-GMA FA 2.53 Gasfeuchtemessung (Frau March) • Verband innovativer Unternehmen e. V. (VIU) • Solarvalley Mitteldeutschland e.V. • Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (Herr Kehrmann) • International Microelectronics and Packaging Soci ety (IMAPS)

VDI/ VDE Arbeitskreis Mikrotechnik Thüringen (Herr Brokmann) • Gutachter 7. Forschungsrahmenprogramm (Dr. Ort lepp) • European Technology Platform on Smart Systems Integration (EPoSS Association) • Medways e.V. • VDI/VDE-GMA FA 4.7 Mikro-Nano-Integration (Dr. T. Ortlepp) •

MESSEN, KONFERENZEN, VERANSTALTUNGEN

Hannovermesse Industrie 2014 Hannover, 7.–11. April Vertreten auf dem Thüringer Gemeinschaftsstand „In dustrial Supply“ offerierte das CiS seine Angebote und Ergebnisse. Gemäß dem Schwerpunkt „Industrie 4.0“ führte das CiS piezoresistive Mikrotaster zur Inline-Ober flächeninspektion in industriellen Fertigungsprozessen in Modell und Anwendung vor.

Fachmesse „Sensor & Test“ Nürnberg, 3.–5. Juni Auf dem Gemeinschaftsstand des MNT e.V., präsentierte das CiS sein Portfolio von innovativer Sensorik bis hin zu industrienahen Lösungen angewandter Forschung. Im Mittelpunkt standen dabei mikromechanische und mik rooptische Sensoren sowie Sensorsysteme für eine Viel zahl von Anwendungen.

Internationale Maschinenbaumesse MSV 2014 Brünn CZ, 29. September–3. Oktober Mit über 75.000 Besuchern zählt die 56. Internationale Maschinenbaumesse zu den führenden Industriemes sen Mitteleuropas. Ca. 1.500 Aussteller präsentieren alle Schlüsselbereiche des Maschinenbaus. Erstmalig da bei, demonstrierte das CiS auf dem Gemeinschaftstand des BMBF, das Abtasten einer Werkstückoberfläche mit piezoresistiven Mikrotastern. Das Verfahren ist zur Inline-Oberflächeninspektion im industriellen Umfeld geeignet. Die Messe wird durch ein hochkarätiges Kon ferenzprogramm begleitet und bietet eine Plattform für FuE-Kontakte zu internationalen Partnern.

Electronica 2014 München, 11.–14. November Bereits zum 10. Mal organisierte der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. das AMA-Zentrum für seine Mitglieder. Vom Chip bis zum kompletten Sensor system wurden neueste Produkte und Trends vorgestellt. Das CiS stellte seine Palette an Bauelementen, Mes stechniken und Entwicklungsleistungen vor.

MESSEN, KONFERENZEN, VERANSTALTUNGEN

Compamed/Medica Düsseldorf, 12. – 14. November Die COMPAMED in Düsseldorf vom 12. bis 14. No vember 2014 hat sich fest als internationaler Markt platz für Zulieferer der Medizintechnik etabliert. Auf dem IVAM-Gemeinschaftsstand „Hightech for Medi cal Devices“ informierte das CiS u.a. über die Sen sorentwicklungen für Vitalparameterbestimmungen bei Schmerzpatienten.

Germany at CERN Genf, CH, 27. – 29 Januar Vom 27. bis 29. Januar 2014 fand die 12. Industrieaus stellung „Germany at CERN“ statt. Das CiS Forschungs institut war Teil der offiziellen Präsentation, bei der 60 deutsche Unternehmen Ideen zu Bereitstellung und War tung für die Konsolidierung, Nachrüstung und Nutzung der Beschleunigungskette zusammen mit Experimenten und anderen aktuellen und künftigen CERN-Program men demonstrierten. Im Mittelpunkt der CiS-Präsentation standen neben verschiedenen Mikro-Streifen-Detektoren zur Spurver folgung besonders dünne doppelseitig prozessierte Pi xeldetektoren für die innersten Lagen der Detektoren in den Experimenten ATLAS und CMS. Am Messestand konnten zahlreiche Gespräche zur weiteren möglichen Beteiligungen des CiS an den Upgrades des LHC in den nächsten Jahren geführt we den.

Internationaler Workshop VERTEX 2014 Doksy, CZ, 15. – 19. September Vom 15. bis 19. September fand der 23. Internationale Workshop für VERTEX-Detektoren in Doksy (Tschechi sche Republik) statt. Schwerpunkt sind Halbleiterde tektoren zur Spurverfolgung von Teilchen nach den künstlichen Kollisionen beschleunigter hochenergeti scher Teilchen. Der Ausstellungsstand des CiS erweckte großes Interesse. Neben doppelseitigen Mikrostrip- und Pixel-Detektoren wurde der erste 6“ Pixel-Detektor mit zwei verschiedenen Chiparchitekturen von ATLASQuad-Sensoren vorgestellt. Diese sind Ergebnis der For schungs- und Entwicklungstätigkeit für die Upgrade-Pha sen des LHC am CERN.

ANKA Forum Karlsruhe, 14. – 17. Oktober Auch anläßlich des ANKA Nutzerforums 2014 in Kar lsruhe hat sich das Geschäftsfeld „Siliziumdetektoren“ mit seiner Leistungspalette präsentiert. Rege Beach tung fanden Mikrostrip- und Pixel-Detektoren. Lebhaft wurden die Realisierbarkeit von hochspezialisierten Al pha-, X-Ray- und Gamma-Detektoren durch das CiS For schungsinstitut in besonderen Umgebungsbedingungen diskutiert.

VERÖFFENTLICHUNGEN

Artikel in referierten Journalen Trap-Assisted Tunneling on Extended Defects in Tunnel Field-Effect Transistors, M. Reiche, M. Kittler, H. Übensee, M. Krause, E. Pippel; Ja panese Journal of Applied Physics, Vol. 53, S. 04EC03, 04/2014 On the trade-off between industrially feasible silicon surface preconditioning prior to interface passivation and iron contaminant removal effectiveness, A. Laades, U. Stürzebecher, H-P. Sperlich, C. Möller, K. Lauer, A. Lawerenz; Solid State Phenomena, Vols. 205–206, S. 47–52, 2014 Calibration of IR absorbance in highly nitrogen doped silicon, K. Lauer, C. Möller, R. Porytskyy, H. Strutzberg; Solid State Phenomena, Vols. 205–206, S. 234–237, 2014 Association of FeB pairs under illumination, C. Möller, A. Laades and K. Lauer; Solid State Phenomena, Vols. 205–206, S. 265–270, 2014 Novel latch for adiabatic quantum-flux-parametron logic, N. Ta keuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa; Journal of Applied Phy sics, Vol.115, No. 10, pp. 103910 (4pp), 2014 42

Memory effect in balanced Josephson comparators, T. Ortlepp, M. Volkmann, Y. Yamanashi Physica C, Superconductivity and Applications, Vol. 500, pp. 20–24, 2014 Improved Operating Range of RSFQ-Controlled Current Steering Switches, O. Brandel, J. Kunert, T. May, T. Ortlepp, H. Toepfer, H.-G. Meyer; IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 24, No. 4, 2500106 (6pp), 2014 Access Time and Power Dissipation of a Model 256-Bit Single Flux Quantum RAM, T. Ortlepp, T. Van Duzer; IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 24, No. 4, 1300307 (7pp), 2014 High-Speed Experimental Demonstration of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Gates Using Quantum-Flux-Latches; N. Ta keuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa; IEEE Transactions on Ap plied Superconductivity, Vol. 24, No. 4, 1300204 (4pp), 2014 Iron-boron pairing kinetics in illuminated p-type and in boron/phosphorus co-doped n-type silicon; Christian Möller, Til Bartel, Fabien Gibaja, Kevin Lauer; Journal of Ap

plied Physics, Vol. 116, S. 024503, 2014 Silicon cantilevers with piezo-resistive measuring bridge for tactile line measurement, T. Frank, L. Doe ring, G. Heinrich, N. Thronicke, C. Löbner, A. Steinke, S. Reich; Micro system Technologies, 20(4–5), 927–931, 2014 Mikrosensorische Messung des Lichteinfallswinkels, M. Schädel, D. Mitrenga, S. Völlmeke, K.-D. Preuß, H.-G. Ortlepp, O. Brodersen Photonik 5/2014, Seite 50–52, 2014 Digital controlling of superconducting current steering switches, O. Brandel, J. Kunert, T. May, T. Ort lepp, H. Toepfer, H.-G. Meyer; Pro ceedings of the 11th International Workshop on Low Temperature Elec tronics (WOLTE), pp. 37– 40, Greno ble, Frankreich, 07.–09.07.2014 Real-time multi-pixel readout of superconducting nanowire singlephoton detectors, M. Hofherr, K. Ilin, J. Toussaint, T. Ortlepp, O. Wetzstein, S. Engert, H.-G. Meyer, H. Topfer, M. Siegel; Proceedings of the 11th International Work shop on Low Temperature Electro nics (WOLTE), pp. 33 –36, Grenoble, Frankreich, 07.–09.07.2014

Single-electron transitions in one-dimensional native nanostructures, M. Reiche, M. Kittler, M. Schmelz, R. Stolz, E. Pippel, H. Übensee, M. Kermann and T. Ort lepp; Proceedings of the 27th In ternational Conference on Low Temperature Physics (LT27), Buenos Aires, Argentina, 06.–13.08.2014 Influence of the feedstock purity on the solar cell efficiency, Sylke Meyer, Stefanie Wahl, Alexander Molchanov, Kristin Neckermann, Christian Möller, Kevin Lauer, Chris tian Hagendorf; Solar Energy Ma terials and Solar Cells, Volume 130, Pages 668–672, 11/2014 On the electronic properties of a single dislocation, Manfred Reiche, Martin Kittler, Wilfried Erfurth, Eck hard Pippel, Kornelia Sklarek, Horst Blumtritt, Angelika Haehnel, Hart mut Uebensee; Journal of Applied Physics, Vol. 115, S. 194303, 2014 Over 20% conversion efficiency on silicon heterojunction solar cells by IPA-free substrate texturization, Jan Kegela, Heike Angermann, Uta Stürzebecher, Erhard Conrad, Ma thias Mews, Lars Korte, Bert Stege mann; Applied Surface Science, Volume 301, S. 56 –62, 15.05.2014

Design and test of asynchronous eSFQ circuits, I. V. Vernik, S. B. Kaplan, M. H. Volkmann, A. V. Dotsenko, C. J. Fourie, O. A. Muk hanov; Superconductor Science and Technology, Vol. 27, Number 4, S. 044030, 04/2014

Konferenz- und Zeitschriftenbeiträge

Interlaboratory Study of Eddy-Current Measurement of Excess-Carrier Recombination Lifetime, Adrienne L. Blum, James S. Swirhun, Ronald A. Sinton, Fei Yan, Stanis lau Herasimenka, Thomas Roth, Ke vin Lauer, Jonas Haunschild, Bianca Lim, Karsten Bothe, Ziv Hameiri, Bjoern Seipel, Rentian Xiong, Mar wan Dhamrin, John D. Murphy; IEEE Journal of Photovoltaics, Vol. 4, Is sue 1, S. 525–531, 01/2014

Vitalparameter für Schmerzpatienten, H.-G. Ortlepp; Sensor Magazin 05/2014, Seite 32–33, 11/ 2014

Loss of wire tension in the wire web during the slurry based multi wire sawing process, D. Meißner, S. Schoenfelder, B. Hurka, J. Zeh, K. Sunder, R. Koepge , T. Wagner, A. Grün d, H.-J. Hagel, H. J. Moeller, H. Schwabe, O. Anspach, Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 120, S. 346–355, 2014

Green Energy with Silicon Thermogenerators, H. Übensee, M. Reiche, E. Hiller; Energieautarke Sensorik, Magdeburg, 24.02.2014

Integrated zero power sensor microsystems with binary output, T. Ortlepp, T. Frank, A. Steinke; Energieautarke Sensorik, Magde burg, 24.02.2014 A combined fibre coupling/ readout diode chip for use in integrated optical interferometry, Eric Markweg, Martin Hoffmann, Mar tin Schädel, Hans-Georg Ortlepp, Olaf Brodersen; Tagungsband Smart Systems Integration, Wien, Austria, (ISBN 978-3-86359-201-1), 2014 Kombinierte Konzentrationsmessung in wässrigen Lösungen durch Zyclovoltammetrie und Impedanzspektrosopie, Thomas Frank, Ingo Tobehn, Andrea Cyriax, Heike Wün scher, Manuel Fiedler, Arndt Steinke; 17. Fachtagung „Sensoren und Messsysteme“, Nürnberg, Deutsch land, 03.–04.06.2014 43

VERÖFFENTLICHUNGEN

Biofeedback – Smart Modality Fusion for Clinical, Home and Outdoor Health Monitoring, B. Ve nema, N. Blanik, V. Perlitz, H.-G. Ort lepp, S. Laffar, S. Borik, J.-P. Jansen, M. Koeny, V. Blazek, S. Leonhardt; Biomedical Engineering / Biomedizi nische Technik, 10/2014 Opto-electronic flow sensor – very thin in direction of flow, R. Müller, D. Petrak, J. Zosel, O. Brodersen; MFHS 2014 – 2nd International Con ference on MicroFluidic Handling Systems, Freiburg, 08.–10.10.2014 Low temperature FTIR investigation of aluminum doped solar-grade silicon, Kevin Lauer, Christian Möller, Til Bartel, Fritz Kirscht; SILICON PV 2014 – 4th In ternational Conference on Silicon Photovoltaics, Hertogenbosch, Nie derlande, 25.–27.03.2014 ASi-Sii-defect model of light-induced degradation in silicon, Christian Möller, Kevin Lauer; SILI CON PV 2014 – 4th International Conference on Silicon Photovoltaics, Hertogenbosch, Niederlande, 25.– 27.03.2014 Iron-acceptor pair kinetics in compensated n-type silicon, Christian Möller, Til Bartel, Fabien Gibaja, 44

Fritz Kirscht, Kevin Lauer; SILICON PV 2014 – 4th International Con ference on Silicon Photovoltaics, Hertogenbosch, Niederlande, 25.– 27.03.2014 SEMIS – Sensitiver Mikroschalter, T. Frank; KMU-Innovativ: IKT 2014 – Gemeinsam zu intelligenten Lö sungen, Berlin, Deutschland, 17.– 18.11.2014 Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten am CiS: Vom Silizium-Chip zum Sensor-Mikrosystem, T. Ort lepp; Kolloquium Institut Mikro Nano, TU Ilmenau, 15.01.2014 Sensor for fluorescence and absorbance measurements on microfluidic systems, M. Schädel , S. Görlandt, M. Baca, X. Ma, H.-G. Ort lepp, A. Schober, O. Brodersen 7th Workshop „Chemical and Biolo gical Laboratory Technology“, 2014 RISEQ-Mikrooptisches Sensorsystem zur Messung der Lichteinfallsrichtung, Martin Schädel; 12. Optatec – Internationale Fachmesse für optische Technologien, Kom ponenten und Systeme, Frankfurt/ Main, Deutschland, 20.–22.05.2014 Einzelphotonen-Detektoren für Langstreckenkommunikation im

Weltall, T. Ortlepp; Technologie workshop Sensorik für die Luft- und Raumfahrt, IPHT-Jena, 14.05.2014 Polysilizium Drucksensor für Betriebstemperatur bis 300°C, T. Ort lepp, R. Täschner; elmug4future, Friedrichroda, Deutschland, 01.– 02.07.2014 From optical silicon sensors to micro sensor systems, T. Ortlepp; STEINBEIS SpectroNet Collabora tion Forum, Ilmenau, Deutschland, 2014 ASi-Sii-Defektmodell zur Erklärung der lichtinduzierten Degradation (LID) in Silizium, C. Möller; Silicon Forest, Falkau, 2014 ASi-Sii-defect as possible origin for light-induced degradation, C. Möl ler, K. Lauer; 49. Punktdefekttreffen, Dresden, 2014 Formation of near junction and bulk traps in crystalline silicon solar cells, T. Mchedlidze, C. Möller, K. Lauer, J. Weber; DPG Frühjahrsta gung, Dresden, 2014 Formation of near-to-junction and bulk traps during crystalline silicon solar cell fabrication process using iron contaminated feedstock,

T. Mchedlidze, C. Möller, K. Lauer, J. Weber; EMRS, Lille, 2014 The influence of feedstock quality on the cell efficiency, S. Meyer, S. Wahl, A. Molchanov, K. Ne ckermann, C. Möller, K. Lauer, C. Hagendorf; Deutsche Kristallzüch tungstagung DKT, Halle, 2014 Züchtung von Float-Zone Kristallen für Leistungselektronik und Solaranwendungen, F. Zobel, P. Dold, R. Kunert, K. Lauer, B. Michl, Deut sche Kristallzüchtungstagung DKT, Halle, 2014 Future Sensor Production and Sensor-Chip Packaging Technologies at CiS, T. Wittig, A. Kompatscher, K. Lauer, A. Lawerenz, L. Long, S. Ni eland, R. Röder; 9th Trento Work shop Genova, 26.02.2014 FeB-pair association in compensated n-type silicon: A dynamic interpretation, C. Möller, T. Bartel, F. Gibaja, F. Kirscht, J. D. Murphy, K. Lauer; 49. Punktdefekttreffen, Dres den, 2014 Towards identification of photoluminescence P-line in indiumdoped silicon as InSi-Sii defect, K. Lauer, C. Möller, D. Schulze, C. Ahrens; 49. Punktdefekttreffen, Dresden, 2014

Low temperature FTIR investigation of aluminum doped solar-grade silicon, K. Lauer, C. Möller, D. Schulze, T. Bartel, F. Kirscht; 49. Punktdefekttreffen, Dresden, 2014 ASi-Sii defect as possible origin of electronically activated degradation of boron and indium doped silicon, K. Lauer, C. Möller, T. Wit tig, R. Röder; 24th RD50 Workshop, Bucharest, 2014 Technologische Plattformen der Mikrosystemtechnik für die schnellere wirtschaftliche Wirksamkeit von Ergebnissen der Grundlagen- und angewandten Vorlaufforschung, A. Steinke, A. Albrecht, O. Brodersen, Th. Ortlepp; 18. Leibniz konferenz „Sensorsysteme 2014“, Lichtenwalde, 16.–17.10.2014 Design und Herstellung von mikrooptischen Laserlichtquellen, A. T. Winzer; Workshop „AVT von optischen Mikrosystemen“, Jena, 17.09.2014 3D Miniaturization of optical polarimetric principle used for subcutaneous glucose monitoring, A. Steinke, H.-J. Freitag, M. Schädel, A. Winzer, O. Brodersen, J. Freitag, H.Wünscher; EPoSS Annual Forum 2014, Turin, Italien, 25.09.2014

Sensor platform for measuring the concentration in aqueous solutions by cyclic voltammetry and impedance spectroscopy, Dr. Thomas Frank, Dr. Ingo Tobehn, Andrea Cy riax, Manuel Fiedler, Arnd Steinke; Sensordevices 2014, Lissabon, Por tugal, 16.– 20.11.2014 Mikroklimasimulation mit mikrosensorischer Rückerkennung, Klaus Ettrich; Sensor+Test 2014 – Fo rum Innovative Testing, Nürnberg, Deutschland, 24.06.2014 Optische Pulskonturmessung im Ohr, Hans-Georg Ortlepp, Max Bau roth, Olaf Brodersen, Martin Schä del; Mitteldeutscher Technologietag, Dresden, 25.11.2014 Messmethoden zur Feuchte und Betauung, Heike Wünscher, Arndt Steinke; OTTI-Fachforum „Schutz maßnahmen zur Klimasicherheit elektronischer Baugruppen“, Re gensburg, 26.–27.03.2014 Microelectromechanical probes for inline measuring tribological systems on metal cylinders, Tho mas Frank, Manuel Fiedler, Stefan Völlmeke Klaus Ettrich, Tobias Danz, Stefan Marr, Andreas Schulte and Steffen Reich; MSV, Brno, Tsche chien, 14.–18.09.2014 45

VERÖFFENTLICHUNGEN

Konzentrationsmessung in wässrigen Lösungen durch Zyclovoltammetrie und lmpedanzspektrosopie, T. Frank, I. Tobehn, A. Cyriax, H. Wünscher, M. Fiedler, A. Steinke; ITG-Fachbericht-Sensoren und Messsysteme 2014, Sensoren und Messsysteme 2014 – Beiträge der 17. ITG/GMA – Fachtagung, Nürn berg, Deutschland, 03.–04.06.2014 Kalibrierbarer Mikrokraftsensor zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften dünner Schichten, T. Frank, S. Völlmeke, A. Steinke, L. Doering; GMM-Fachbericht-Mi kro-Nano-Integration, Mikro-Na no-Integration – Beiträge des 5. GMM-Workshops, Ilmenau, Deutschland, 08.–09.10.2014 Analysis of the activation energy of the iron-acceptor-pair association- and dissociation-reaction, Manuel Auge, Christian Möller, Ke vin Lauer, Dirk Schulze; 50. Punktde fekttreffen, Freiburg, Deutschland, 18.11.2014 Discussion of A_Si-Si_i defect model in frame of experimental results on P line in indium doped silicon, Kevin Lauer, Christian Möl ler, Dirk Schulze, Carsten Ahrens; 50. Punktdefekttreffen, Freiburg, Deutschland, 18.11.2014 46

Kontaktieren, Stapeln, Falten – Montagetechnologien für Mikrosysteme, Michael Hintz; Workshop „Aufbau und Verbindungstech nik von optischen Mikrosystemen“, Jena, Deutschland, 17.09.2014

Entwicklung von Vitalparametersensoren zur Pulswellenanalyse, Olaf Brodersen, Hans-Georg Ort lepp; COMPAMED Frühjahrsfo rum, Frankfurt/Main, Deutschland, 09.05.2014

TSV für Photodioden und Reflexionssensoren, H.-G. Ortlepp, S. Völlmeke; Workshop „Aufbau und Verbindungstechnik von optischen Mikrosystemen“, Jena, Deutschland, 17.09.2014

Im-Ohr-Sensortechnologie für ein kardiovaskuläres Monitoring, Olaf Brodersen; Kooperationsforum mit Fachausstellung „Innovations in Microsystems“ Lösungen für moder nes Gesundheitsmonitoring, Mün chen, Deutschland, 21.05.2014

Sensitive Humidity Micro-Switch Based on Polymers, C. Bellmann, R. Sarwar, A. Steinke, T. Frank, H. F. Schlaak, G. Gerlach; IEEE SEN SORS 2014, Valencia, Spanien, 02.– 05.11.2014 Vitalparametermonitoring, O. Bro dersen; Cosi-4 Innovationsforum, Er furt, Deutschland, 04.03.2014 Neue Entwicklungen bei Silizium-Wafer-Zellen und Modulen, Alexander Lawerenz; 9. SolarIn put Netzwerktreffen „Forschung und Entwicklung in Thüringen“, Leibnitz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) e.V., Jena, Deutschland, 06.03.2014

A new platform for multifunctional photonic silicon sensor modules, O. Brodersen: JENCOLOR ZEISS SpectroNet Collaboration Fo rum 2014, Jena, Deutschland, 28.– 29.08.2014 Finanzierung von Entwicklungsleistungen für KMU, H.J. Laser; Workshop „Finanzierung von Ent wicklungsleistungen für KMU“, Er furt, Deutschland, 02.09.2014 Anforderungen aus der Mikrosystemtechnik an eine hochgenaue Montagetechnologie, O. Broder sen; IVAM-Stammtisch, Waltershau sen, Deutschland, 27.11.2014 Vitalsensoren für die Ohren, H.-G. Ortlepp, M. Schädel, O. Brodersen;

5. Dresdner MedizintechnikSympo sium, Dresden, Deutschland, 01.– 03.12.2014

Kapazität-Spannungsmessungen (CV) an Passivierschichten, Florian Bieber

Sensor an der Ohrmuschel, H.-G. Ortlepp; Medizin & Technik, 3/2014, 052/2014

Untersuchungen an Eisen-Akzeptor-Paaren mittels temperatur- und beleuchtungsabhänigiger Ladungsträgerlebensdauermessungen, Ma nuel Auge

Biofeedback für die Schmerztheraphie, Dr. H.-G. Ortlepp, Boude wijn Venema, Dr. Jan-Peter Jansen; INNO , IVAM19. Jahrgang, Nr. 59, 11/2014 Sensibler Lichtjäger, H.-G. Ortlepp, A. Schmidt, O. Kiesewetter, J. Mül ler, A. Zimmermann; Laser+Photo nik, Seite 24–26, 03/2014

Dissertation Direkte Laserablation von dünnen, auf Silizium abgeschiedenen Siliziumnitridschichten durch nichtlineare Absorption, Gerrit Heinrich Dissertation zur Erlangung des aka demischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.), Technische Universität Ilmenau

PECVD-Abscheidung und Passivierwirkung, Tim Rehfeldt Lötverfahren in der Flip-Chip-Technologie, Sebastian Bachmann Temperatur- und belechtungsabhängige Eisen-Akzeptor-Paar-Kinetik, Daoud Dammene Debbih

Qualifizierungsarbeiten Bachelorarbeiten

Masterarbeiten

Untersuchung der Akzeptor-Silizium-Paar-Defektkinetik mittels Ladungsträgerlebensdauermessung, Christopher Teßmann

Untersuchung zur Steuerung eines elektrosatischen Aktors zum Betrieb eines Coriolismassenflusssensors, Soundararajan Venkatesh

Erweiterung der Auswerteroutinen von Ohrsensorsignalen zur Erfassung und Analyse der zeitlichen Variabilität der Herzrate, Max Bau roth

Untersuchungen an einem kapazitiven Mikroschalter, Ramanathan Meyyappan

Oberflächenphotospannungsmessungen, Alina Hahn 47

KONTAKT

CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH Konrad-Zuse-Straße 14, D-99099 Erfurt, Germany Geschäftsführer: Dr. Hans-Joachim Freitag Tel.: +49 (361) 663 14 10 Fax: +49 (361) 663 14 13 E-Mail: info@cismst.de URL: www.cismst.de Aufsichtsrat Dipl.-Phys. Wolfgang Brode, Hermsdorf, Vorsitzender Dipl.-Ing. Geert Brokmann, Ilmenau Dr. Peter Frey, Erfurt Dr.-Ing. Horst Hansch, Ilmenau Dipl.-Ing. Michael Philipps, Maulburg Gesellschafter CiS e.V. Verein zur Förderung von Mikrosensorik und Photovoltaik e.V. Vorstand: Dipl.-Phys. Wolfgang Brode, Hermsdorf, Vorstandsvorsitzender Dipl.-Ing. Geert Brokmann, Ilmenau Dr.-Ing. Horst Hansch, Ilmenau Prof. Martin Hoffmann, TU Ilmenau, Stellvertretender Vorstand Dr. Olaf Kiesewetter, Geschwenda Dipl.-Ing. Michael Philipps, Maulburg