Photonik – Aktivitäten an der FH Vorarlberg

Dana Seyringer & Johannes Edlinger

Forschungszentrum Mikrotechnik (FZMT)

Das Forschungszentrum Mikrotechnik ist eines von drei wissenschaftlichen Zentren an der FH Vorarlberg GmbH:

• Forschungszentrum Prozess- und Produktengineering• Forschungszentrum Mikrotechnik

• Forschungszentrum User Centred Technologies

Technologie Schwerpunkte in der Photonik

Das Forschungszentrum Mikrotechnik beschäftigt sich mit

der Entwicklung von mikrotechnischen

Fertigungsverfahren und Komponenten von Mikrosystemen.

Dipl.-Ing. (FH) Stefan Partel

Dr. Sandra StrojDr. Johann Zehetner

Dr. Dana Seyringer

Technologie Schwerpunkte in der Photonik

Optische Lithographie

Die optische Lithographie dient zur Herstellung und Übertragung von Mikrostrukturen mit Hilfe einer optischen Maske auf ein

Trägermaterial.

Belackung des Substrates

Belichtung der photosensitiven Schicht durch eine Maske

Entwicklung und Reinigung

i-line DUVKonventionelle

QuecksilberdampflampeEinkopplung eines Laserstahls

(193 nm ArF Laser)

Auflösung des Mask-Aligners stark verbessert.

Optische Lithographie

٠ Strukturierbare Lackdicken von 100 nm bis 200 μm

٠ Aspektverhältnisse (Höhe/Breite) von bis zu 35

٠ Maximale erreichbare Auflösung bis 300 nm (DUV)

٠Fertigung von mehrschichtigen Strukturen

٠ Lackkalibrierung

Serviceleistungen

Anwendungsgebiete٠ Strukturierung für nachfolgende galvanische Abformung (UV-LIGA)

٠ Strukturierung für Dünnschichttechnologie (lift-off)

٠ Maskierungen für Trockenätzen und nasschemisches Ätzen

٠ Direkte Herstellung von Mikrobauteilen

٠ Lackkalibrierung für Lithographie-Simulationen

Equipment٠ Spin-coating system EVG 101

٠ Mask aligner SÜSS MA6, Deep-UV unit (193 nm)

٠ Spray developer EVG 101

٠ Drying systems: precision hotplates, convection ovens

Optische Lithographie - Anwendungsbeispiele

Simulation model validation of two common i-line photoresists(Conference MNE 2012 Toulouse)

10µm

200 nm

Fabrication process development for a high sensitive electrochemical IDA sensor

(Conference MNE 2011 Berlin)

Contact and proximity lithography using 193 nm Excimer Laser in Mask Aligner

(Conference MNE 2009 Ghent)

Dissolution Rate Monitor (DRM): die Kalibrierung der Photolacke mittels DRM erlaubt eine exakte Beschreibung des Entwicklungsprozesses.

Anwendung einer neuen Optik (Mikrolinsenarray) von SÜSS Microoptics .

Durch Prozessoptimierung und Simulation starke Verbesserung der Biosensor-eigenschaften.

Die Laserablation ist ein flexibler und schneller Prozess zum Bearbeiten jeglicher Materialien wie Gläser, Kristalle, Polymere, Metalle, …

Laserablation

EXPERIMENTALAUFBAUderzeit Forschung und Machbarkeitsstudien.

5-ACHS-ANLAGE mit SCANNER und FESTOPTIKab April 2013

gerüstet für Forschung und Projektemit Industriepartnern.

Präzise, variable Geometrien für flexibles Design von Prototypen.

Laserablation

٠ Bohren und Schneiden von Substraten٠ Strukturierung von Oberflächen

٠ Herstellung von Sensor-Prototypen٠ Strukturierung von Solarzellen

٠ Selektives Abtragen von Schichten

Serviceleistungen

٠ Bearbeitung von Metallen, Keramik, Gläsern, Kunststoffen, Kristallen (Diamant, Saphir, …)٠ Bearbeitungsversuche (Bohren, Schneiden, Strukturieren, …)

٠ Machbarkeitsstudien

Anwendungsgebiete

٠ Festkörperlaser (1035 nm, 518 nm, 350 fs)Bearbeiten von sehr harten oder

temperaturempfindlichen Werkstoffen Schneiden, Bohren, 3D-Strukturieren

٠ Excimerlaser (193 nm, 25 ns)Optische Lithographie

Schneiden, Bohren,3D-Strukturieren, Belichten٠ CO2- Laser (10.6 µm, cw)

Schneiden, Gravieren, Markieren, Lackentfernung

Equipment

Sensorbauteil

Keramikstudie

SiC-Halbleiter

Effiziente LED-Weißlichtgenerierung

Untersuchung neuartiger Fluoreszenzfarbstoffe zur Erzeugung von weißem Licht mit blauen LEDs

• Ermitteln von Emissions- und Absorptionsspektren• Externe Quanteneffizienz

• Temperatur- und Lichtstabilität• Verarbeitbarkeit

Verwendung zur noch effizienterenLED-Weißlichtgenerierung

• Ersetzen/Ergänzen herkömmlicher Phosphore• Farbspezifischere Umwandlung des Erregerlichtes

• Optimierung von Farbwiedergabe und Efficacy

SANlightDavid Schmidmayr & Martin Anker

LED-Spezialbeleuchtungen für Pflanzen

David Schmidmayr, FHK (Österreichische Fachhochschulkonferenz), FHV, Dornbirn, 3.-4. April, 2013

Moderne Weißlicht-LEDs bestehen aus einer blauen Leuchtdiode und einer Farbkonversionsschicht

(Phosphorschicht), die Teile des blauen Lichts in andere Farben des sichtbaren Spektrums umwandelt. Die so erzeugte

Mischung wird als weißes Licht wahrgenommen.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) ist ein Verfahren, bei dem optische Signale mit verschiedenen Wellenlängen durch

eine einzelne Glasfaser gleichzeitig versendet werden, um die Daten zu übertragen.

Optische Datenübertragung

Optische Datenübertragung

• Design von integriert-optischen Komponenten: • DWDM / VHDWDM / CWDM AWGs

• Strahlteiler (basierend auf MMI oder Y-Verzweigung)• Tapers, Wellenleiter, etc.

• Andere passive integriert-optische Elemente auf Anfrage• Photonic Software Entwicklung

Serviceleistungen

• DWDM Übertragung• Optisches Add/Drop multiplexing• Optisches Kodieren/Dekodieren

Anwendungsgebiete

• Optiwave• Apollo Photonics

• R-Soft• AWG-Analyzer

• AWG-Parameters

Photonik Softwaretools

Optische Datenübertragung - Anwendungsbeispiele

Simulierte Übertragungscharakteristiken von 128-Kannal, 10 GHz AWG

ICTON 2012 (International Conference on Transparent Optical Networks), Warwick, U.K.

AWG Evaluierungstool(Patrick Smidt)

SPIE OSD11 (Optical system design Conference 2011), Marseille, France.

Simulation von Y-Branch Strahlteiler(Linda Kohler)

ADEPT (conference on Advances in Electronic and Photonic Technologies), Novy Smokovec (High Tatras),

Slowakei, June 2-5, 2013, accepted.

AWG Designtool(Michal Bielik)

SPIE Photonics West 2013, San Francisco.

Projekte

PHOTO-COMThe goal is to design and simulate photonic components with a focus on the optical multiplexers/demultiplexers (MUX/DeMUX) based on Arrayed Waveguide Gratings (AWG) together with the optical splitters based on multimode interference (MMI) and Y-branch splitting.

MALS - Verfahren mit Maskalignern Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Optimierung von Simulationsverfahren zur Erforschung und Optimierung innovativer lithographischer Verfahren mit Mask-alignern zur Herstellung von Mikrostrukturprodukten.

QPhosphorZiel dieses Projektes ist die Untersuchung von neuartigen Farbstoffen zur Erzeugung von weißem Licht mit blauen LEDs.

SimplyCisStrukturierung von CIS Solarzellen mit Ultrakurzpuls-Lasern.

Einige kleinere Projekte …

Projekt- und Kooperationspartner

• Zumtobel Gruppe, Dornbirn, Österreich• EMPA St. Gallen, St. Gallen, Schweiz• EMPA Dübendorf, Dübendorf, Schweiz• Fraunhofer IISB, Erlangen, Deutschland• UNI Innsbruck, Institut für Experimentalphysik, Innsbruck, Österreich• MUI Medizin Uni Innsbruck, Innsbruck, Österreich• IMTEK Universität Freiburg, Freiburg, Deutschland • International Laser Centre (ILC), Bratislava, Slowakei• Faculty of Electrical Engineering and Inforamtion Technology (FEEIT STU), Slovak

University of Technology, Bratislava, Slowakei• UNI Roma Tree, Rom, Italy• University of Strathclyde, Glasgow, UK• High Q Laser Production (Newport), Rankweil, Österreich• Institut für Sensor- und Aktorsysteme, TU-Wien, Wien, Österreich• Institut für Mikrotechnik, NTB (Interstaatliche Hochschule für Technik), Buchs, Schweiz• V-Research, Dornbirn, Österreich• Invicon, Keramik und Compositeoberflächen, Rankweil, Österreich• Sunplugged GmbH, Solartechnik, Tirol

Weitere Informationen…

http://www.fhv.at/forschung/mikrotechnik

FZMT Kontakt Person

Dr. Johannes Edlinger - Forschungszentrumleiter

johannes.edlinger@fhv.at

T +43 5572 792 7200

Lithographie: stefan.partel@fhv.at

Laserablation: johann.zehetner@fhv.at, sandra.stroj@fhv.at

Optische Datenübertragung: dana.seyringer@fhv.at