1. Slide 1Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
GrundlagenGrundlagen
Mikro- und NanosystemeMikro- und Nanosysteme
Mikro- und Nanosysteme in der Umwelt, Biologie und MedizinMikro- und Nanosysteme in der Umwelt, Biologie und Medizin
Mikrofabrikation - EinführungMikrofabrikation - Einführung
Dr. Marc R. DusseillerDr. Marc R. Dusseiller

2. Slide 2Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Geschichtliche HintergründeGeschichtliche Hintergründe
der Mikrofabrikationder Mikrofabrikation
Ursprung der PhotolithographieUrsprung der Photolithographie
Technologische EntwicklungTechnologische Entwicklung
MiniaturisierungMiniaturisierung

3. Slide 3Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Geschichte der PhotolithographieGeschichte der Photolithographie
LithographieLithographie (v.(v. altgriechaltgriech..: λίθος: λίθος lithoslithos, „Stein“ und γράφειν, „Stein“ und γράφειν grapheingraphein, „schreiben“), „schreiben“)
1796 Lithographie erfunden von1796 Lithographie erfunden von Johann Alois SenefelderJohann Alois Senefelder
1826 “Heliographie” erfunden von Joseph Nicéphore Niépce
Heliographie – Sonnenschreiben
Lichtempfindlicher Asphalt
Auf Glas- oder Zinnplatte

4. Slide 4Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Von der Photographie zur PhotolithographieVon der Photographie zur Photolithographie
18261826 Niépce macht die erste Kopie eines Kupferstichs vonmacht die erste Kopie eines Kupferstichs von
Cardinal d’AmboiseCardinal d’Amboise
Erste Anwendung. Einmaliger Strukturtransfer durch CameraErste Anwendung. Einmaliger Strukturtransfer durch Camera
Obscura, Belichtung und chemischem ÄtzenObscura, Belichtung und chemischem Ätzen
Auflösung 0.5 – 1 mm !!!Auflösung 0.5 – 1 mm !!!
1839 Daguerre, Weiterentwicklung und wiss. Anerkennung1839 Daguerre, Weiterentwicklung und wiss. Anerkennung
der Photographie, versilberte Kupferplatten, unikateder Photographie, versilberte Kupferplatten, unikate
Gleichzeitig auch Talbot, Wedgwood und andere arbeiten mitGleichzeitig auch Talbot, Wedgwood und andere arbeiten mit
lichtempfindlichen Silbersalzen auf Papier und Leder.lichtempfindlichen Silbersalzen auf Papier und Leder.
Photogenetische Zeichnungen. Negativ-Positiv.Photogenetische Zeichnungen. Negativ-Positiv.
VervielfältigungenVervielfältigungen
1855 Abel Niepce und Lemaître entwickeln die Heliagravuren1855 Abel Niepce und Lemaître entwickeln die Heliagravuren
100 Jahre später werden erste elektrische Schaltkreise in100 Jahre später werden erste elektrische Schaltkreise in
Kupfer so transferiert und geätztKupfer so transferiert und geätzt
1957 erste Planare Transistoren1957 erste Planare Transistoren
1958 erste Integrierte Schaltkreise (ICs)1958 erste Integrierte Schaltkreise (ICs)
1962 erster piezo-mechanische Elemente auf Siliziumchips1962 erster piezo-mechanische Elemente auf Siliziumchips
Camera Obscura
D'Amboise in Kupfer

5. Slide 5Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Elektronische RechenmaschinenElektronische Rechenmaschinen
ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) 1946

6. Slide 6Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Geschichte der MikrotechnikGeschichte der Mikrotechnik
Ursprung und TreibkraftUrsprung und Treibkraft
Mikroelektronik &Mikroelektronik &
HalbleitertechnikHalbleitertechnik
Erster Transistor, 1947Erster Transistor, 1947
Integrierter Schaltkreis, 1961Integrierter Schaltkreis, 1961

7. Slide 7Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Technologische EntwicklungTechnologische Entwicklung
MiniaturisierungMiniaturisierung

8. Slide 8Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
““Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic.”Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic.”
Arthur C. ClarkeArthur C. Clarke,, "Profiles of The Future", 1961 (Clarke's third law)"Profiles of The Future", 1961 (Clarke's third law)
British science fiction author, inventor & futurist (1917 - )British science fiction author, inventor & futurist (1917 - )

9. Slide 9Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Moore‘s LawMoore‘s Law
Moore‘s Law besagt, dass die AnzahlMoore‘s Law besagt, dass die Anzahl
billig plazierbarer Transistoren aufbillig plazierbarer Transistoren auf
einem Prozessor sich alle 2 Jahreeinem Prozessor sich alle 2 Jahre
verdoppelt. D.h. es gibt eineverdoppelt. D.h. es gibt eine
exponentielle Entwicklung.exponentielle Entwicklung.
Moore‘s Law wurde angewandt auf dieMoore‘s Law wurde angewandt auf die
Transistoren in einem Prozessor.Transistoren in einem Prozessor.
Galt aber schon länger.Galt aber schon länger.
Neue Paradigmen führen zurNeue Paradigmen führen zur
weiterentwicklung undweiterentwicklung und
Beschleunigung desBeschleunigung des
technologischen Fortschrittstechnologischen Fortschritts
Die nächsten Paradigmen sollten baldDie nächsten Paradigmen sollten bald
kommen, damit dieser Trendkommen, damit dieser Trend
weitergeht.weitergeht.

10. Slide 10Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Lineare Skala und Logarithmische SkalaLineare Skala und Logarithmische Skala

11. Slide 11Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Moore‘s Law and beyond?Moore‘s Law and beyond?

12. Slide 12Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Makro - Mikro - NanoMakro - Mikro - Nano

13. Slide 13Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Miniaturisierung BioMed SystemenMiniaturisierung BioMed Systemen

14. Slide 14Mikrosysteme – Geschichtliche Entwicklung
Miniaturisierung BioMed SystemenMiniaturisierung BioMed Systemen
Weniger Energie - BetriebWeniger Energie - Betrieb
Weniger Resourcen - HerstellungWeniger Resourcen - Herstellung
Tiefere KostenTiefere Kosten
Disposable – Ein-Weg AnwendungenDisposable – Ein-Weg Anwendungen
Kleinere AnalytmengenKleinere Analytmengen
Vielzahl an ExperimentenVielzahl an Experimenten
Vorteilhaftes SkalierverhaltenVorteilhaftes Skalierverhalten
Minimal InvasivMinimal Invasiv
Vielen kleine Blöcke führen zuVielen kleine Blöcke führen zu
komplexeren Systemen mitkomplexeren Systemen mit
emergenten Eigenschaftenemergenten Eigenschaften