20 Jahre Forschung und Lehre rund um das Kleinste vom Kleinen
Das Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz besteht seit 1991 - Jubiläumskolloquium und Festveranstaltung am 29. Juni 2011 in der Stadthalle Chemnitz
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Schon vor der Gründung des Zentrums für Mikrotechnologien (ZfM) beschäftigten sich die Forscher im damaligen Karl-Marx-Stadt mit der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik - im 1979 gegründeten Technikum Mikroelektronik. Im Bild: Die Arbeitsgruppe Implantation mit Dr. Thomas Geßner, Egbert Vetter, Johann Tolonics und René Reich im Jahr 1987. Foto: privat -
Heute arbeiten die Wissenschaftler unter anderem in einem Reinraum der Reinraumklasse ISO 4, der 2008 im Neubau des Instituts für Physik eröffnet wurde. Im reinsten Raum der TU existieren maximal 352 Partikel einer Größe von 0,5 Mikrometern pro Kubikmeter Luft. Das entspräche 352 Erdnusskernen in einem zehn mal zehn mal zehn Kilometer großen Raum. Zum Vergleich: In einem durchschnittlichen Kubikmeter Großstadtluft schwirren 100 Millionen Partikel umher. Foto: Jürgen Lösel -
1998: Einblicke in die Forschung erhielten von Beginn an auch die Studierenden. Foto: ZfM -
2003: Prof. Dr. Gunter Ebest in der Vorlesung Mikroelektronik. Auch die theoretische Ausbildung stand und steht in den mikro-nahen Studiengängen auf dem Plan. Foto: privat -
2008: Um den Nachwuchs schon frühzeitig zu begeistern, öffnen die Wissenschaftler regelmäßig sogar den Reinraum für Schülergruppen - wie hier beim Tag der offenen Tür im Januar. Foto: Wolfgang Thieme -
Geleitet wird das Zentrum für Mikrotechnologien von Beginn an von Prof. Dr. Thomas Geßner. Er wurde übrigens 1998 von Bundespräsident Roman Herzog in den Wissenschaftsrat berufen - als erster und bisher einziger Chemnitzer Professor. Foto: Wolfgang Thieme -
1998: Knut Gottfried und Rolf Hofmann arbeiten an der HZM4P - einer Sputteranlage zur Abscheidung von Metallschichten. Foto: ZfM -
1998: Blick in den Gelbraum nach der Rekonstruktion des ZfM Mitte der 1990er-Jahre. Foto: ZfM -
1999: Jörg Krujatz (r.) und Diplomand Tino Meinhold arbeiten an einer Anlage zur Beschichtung von Siliziumscheiben im ZfM. Hier werden metallische Reflexionsschichten für kleine Spiegelarrays hergestellt, die im Sonderforschungsbereich "Mikromechanische Sensor- und Aktorarrays" eine wichtige Rolle spielen. Foto: TU Chemnitz -
2000: Fouad Benini prüft im Messlabor die Fertigungstoleranzen mikromechanischer Komponenten für Drucksensoren in Silizium-Technik. Diese Untersuchungen dienen der weiteren Optimierung der Eigenschaften dieser Drucksensoren, die im ZfM hergestellt werden. Foto: TU Chemnitz -
2007: Fraunhofer-Mitarbeiterin Ina Schubert und ZfM-Forscher Jörg Nestler arbeiten im November gemeinsam im Reinraum an einem so genannten Waferbonder. In dieser Zeit begann der Neubau des Chemnitzer Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM - dem Vorläufer des heutigen Fraunhofer ENAS - am Rande des TU-Campus. Foto: Wolfgang Thieme -
2008: Gunter Schwenzer kontrolliert eine Anlage, die sowohl zum Ätzen von Metallen und low-k-Dielektrika als auch zum Fotolackstrippen benutzt wird. low-k-Dielektrika sind Materialien mit einer geringeren Dielektrizitätskonstanten als Siliziumoxid. In der Halbleitertechnik werden sie verwendet, um die Zuverlässigkeit und Schnelligkeit von Transistoren zu erhöhen. Beim Fotolackstrippen wird der Fotolack mit Hilfe eines Plasmas entfernt. Foto: Wolfgang Thieme -
2008: Sebastian Voigt (r.), Mitarbeiter der Professur Mikrosystem- und Gerätetechnik, erklärt Studenten ein neues Messsystem, mit dem Forschungsarbeiten zu den verschiedenen Dämpfungsmechanismen von Mikrostrukturen im Vakuum durchgeführt werden. Foto: Heiko Kießling -
2009: Die am ZfM entwickelte AIM-Technologie wird zur Herstellung verschiedener hochpräziser Sensoren angewendet. So wurde ein Neigungssensor mit der entsprechenden Elektronik in den Truck eingebaut, um Kunden und Partnern die Leistungsfähigkeit der Sensoren zu demonstrieren. Foto: Heiko Kießling -
2009: Intelligenter Begleiter für hochwertige Güter: ZfM-Mitarbeiter Markus Nowack zeigt ein RFID-Label, das in einem Industrieprojekt entwickelt wurde und den Transport von Waren überwachen kann. Foto: Heiko Kießling -
2009: Die Reinigung der Siliziumwafer bzw. nasschemisches Ätzen von Wafern wird an so genannten Nassbänken vorgenommen. Diese Prozesschritte bearbeitet Mandy Bruder. Foto: Heiko Kießling -
2009: Das ZfM ist international vernetzt. Studenten des englischsprachigen Masterstudiengangs "Micro and Nano Systems" führen eine optische Kontrolle der Wafer durch. Foto: Jürgen Lösel -
2009: Das gelbe, langwellige Licht verhindert im Reinraum, dass der empfindliche Fotolack auf den Wafern reagiert. Foto: Jürgen Lösel
1991 wurde das Zentrum für Mikrotechnologien an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Chemnitz neu gegründet. Das 20-jährige Bestehen dieser besonderen wissenschaftlichen Forschungseinheit ist Anlass für ein Jubiläumskolloquium und eine Festveranstaltung in der Chemnitzer Stadthalle am 29. Juni 2011. Hier wird gleichzeitig die Wandlung der Fraunhofer-Einrichtung für Elektronische Nanosysteme ENAS zum eigenständigen Fraunhofer-Institut gefeiert, die bereits zum 1. Januar 2011 in Kraft getreten ist. Kunden, Partner und Mitarbeiter sind eingeladen, Einblicke in die aktuelle Forschung zu erhalten. Die Vorträge des Jubiläumskolloquiums im Kleinen Saal drehen sich rund um die Themen Mikro- und Nanoelektronik, Mikro- und Nanosysteme / Systemintegration, Charakterisierung und Zuverlässigkeit sowie Energieversorgung und Kommunikationsschnittstellen für intelligente Systeme. Die Veranstaltung beginnt um 10.30 Uhr und dauert bis 16 Uhr. Ab 17 Uhr findet zudem im Großen Saal der Stadthalle eine Festveranstaltung statt. Dazu werden Gäste aus dem In- und Ausland erwartet, unter ihnen der Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft Prof. Dr. Ulrich Buller, Prof. Augusto de Albuquerque (Europäische Kommission) und Staatssekretär Dr. Henry Hasenpflug (Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst).
Mikrotechnologien in Chemnitz - von den Anfängen bis in die Zukunft
Die Wurzeln für den heutigen Mikrotechnik-Standort Chemnitz in Forschung und Lehre liegen in der 1965 an der Technischen Hochschule Karl-Marx-Stadt gegründeten Fakultät für Elektrotechnik. Diplom-Ingenieure in den Studienrichtungen Elektronische Bauelemente, Gerätetechnik (Feinwerktechnik) sowie Informationstechnik wurden bereits zu Beginn der 1970er-Jahre ausgebildet. 1979 erfolgte die Gründung des Technikums Mikroelektronik unter Leitung von Prof. Dr. Kurt Drescher, das eine Verbindung zwischen universitärer Forschung und Industrie herstellte. Nach der politischen Wende erlangte die TU Chemnitz national und international als Mikrotechnik-Standort Bekanntheit. 1991 dann wurde als Nachfolger des Technikums Mikroelektronik an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik das Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) gegründet unter Leitung von Dr. Thomas Geßner. Ziel des ZfM war von Beginn an die Fertigung von mikroelektronischen und mikromechanischen Komponenten als Prototypen und Pilotserien.
Das ZfM bietet seitdem die technologische Basis für Forschung, Entwicklung und Ausbildung in der Mikroelektronik und der Mikrosystemtechnik und befördert die Kooperationen zwischen Professuren über Fakultätsgrenzen hinaus. Ein Schwergewicht unter den bearbeiteten Projekten war der Sonderforschungsbereich (SFB) "Mikromechanische Sensor- und Aktorarrays, der 1995 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an der TU Chemnitz eingerichtet wurde - als erster SFB an der Chemnitzer TU überhaupt. Hier wurden die Möglichkeiten einer Mehrfachanordnung von mikromechanischen Elementen auf einem Chip untersucht. Industriegebundene Projekte lieferten für nationale und internationale Partner hochwertige Forschungsergebnisse. Beispiele sind eine Kupfer-Metallisierungstechnologie, ab 1993 im ZfM zusammen mit den Firmen Infineon und Siemens entwickelt, und ein Ätzprozess für Kupfer-Leitbahnsysteme, 1997/1998 im ZfM in Zusammenarbeit mit den Firmen Applied Materials und Intel Corporation (USA) entwickelt
2006 startete das erste internationale DFG-Graduiertenkolleg an der TU Chemnitz mit Forschungen zu Materialien und Konzepten für fortschrittliche Metallisierungssysteme. Gemeinsam mit chinesischen Partnern der Fudan und der Shanghai Jiao Tong University untersuchten Chemiker, Physiker sowie Elektro- und Informationstechniker neueste Materialien auf Nanometerebene sowie ihre Anwendbarkeit in der industriellen Massenproduktion. 2010 wurde eine zweite Förderphase von 4,5 Jahren bewilligt. In der Ausbildung von Studierenden sind die Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik auch nach der Umstellung auf Bachelor- und Master-Studiengänge vertreten: beispielsweise im Bachelor-Studiengang Mikrotechnik/Mechatronik sowie in den Masterangeboten Micro- and Nanosystems, Mikrotechnik/Mechatronik sowie Mikrosysteme und Mikroelektronik.
In den Jahren 2005 bis 2007 vollzog sich an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik ein Generationswechsel. Für in Ruhestand gegangene Professoren rückten neu berufene nach, auch in den Vorstand des ZfM. 2009 wurde in unmittelbarer Nachbarschaft zur Universität der Smart Systems Campus gegründet. Dazu gehörten die neue Fraunhofer-Einrichtung für elektronische Nanosysteme ENAS, die mittlerweile den Status eines Instituts erreicht hat, das neue Institutsgebäude für Physik, in dem auch ein 300 Quadratmeter großer Reinraum der Reinraumklasse ISO 4 für das ZfM beheimatet ist, das "Start up"-Gebäude sowie der Firmensitz der 3D-MicroMac AG. Zwischen ZfM und Fraunhofer ENAS besteht eine sehr enge Kooperation, beide Einrichtungen werden von Prof. Geßner geleitet. Das aktuell durch den Wissenschaftsrat durchgeführte Forschungsrating der Elektro- und Informationstechnik an Hochschulen und wissenschaftlichen Einrichtungen erkennt die hohe Forschungsqualität der TU Chemnitz in der Elektronik und Mikrosystemtechnik an und bewertet insbesondere die Arbeiten des ZfM mit dem Prädikat "Sehr gut".
Dieser historische Abriss der Entwicklung von Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik in Chemnitz basiert auf einem fünfseitigen Beitrag von Prof. Dr. Wolfram Dötzel (1993 bis 2007 Professor für Mikrosystem- und Gerätetechnik, 2003 bis 2006 Prorektor für Forschung) in "175 - Das etwas andere Jubiläumsbuch", das zum 175-jährigen Bestehen der TU Chemnitz erschienen ist. Das Buch ist unter anderem im Uni-Shop erhältlich.
Weitere Informationen erteilt Dr. Martina Vogel, Telefon 0371 531-36458, E-Mail martina.vogel@zfm.tu-chemnitz.de.
Katharina Thehos
27.06.2011
