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Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und prototypischen Umsetzung zweier unterschiedlicher optischer Ansätze, um die Beinlänge und Lage des Hüftrotationszentrums im Rahmen von Hüftendoprothesenoperationen zu bestimmen. Nach eingehenden Betrachtungen zum gegenwärtigen Stand der Technik, der medizinischen Grundlagen sowie dem Verständnis der Funktionsweise der eingesetzten Technologien werden beide Verfahren bezüglich medizinischer und technischer Anforderungen untersucht. Ziel der Arbeit ist es, sowohl einen Versuchsstand unter Verwendung von Markern, handelsüblichen RGB-Kameras und der Open Source Software Kinovea als auch ein Messverfahren auf Basis der Infrarot-Tiefenkamera Microsoft Kinect zu entwerfen. Die beiden untersuchten Verfahren sollen schlussendlich hinsichtlich deren Eignung und einem möglichen Praxiseinsatz beurteilt werden. Anhand exemplarischer Beinlängenmessungen und anschließender Auswertung der gewonnenen Resultate werden Aussagen über Genauigkeit, Laufzeitverhalten und Benutzbarkeit getroffen und ermöglichen darüber hinaus eine vergleichende Betrachtung beider Varianten.
Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung von Plasmaparametern einer Dielektrika-Trockenätzanlage AMAT Centura Super-e für die Halbleiterproduktion mittels des SEERS-Systems Hercules® APC. Mittels statistischer Versuchsplanung werden die Einstellgrößen Leistung, Druck, magnetischer Fluss sowie die Gasflüsse variiert und der Einfluss auf Elektronenstoßrate, Elektronendichte und Ätzraten analysiert. Es zeigen sich nichtlineare Abhängigkeiten in den Plasmaparametern. Die Charakterisierung der Ätzprozesse der Super-e erfolgt anhand von Plasmadaten aus 4 Monaten Produktion. Die Plasmaparameter sind über die Rezepte determiniert und zeigen Streuverhalten. Die Daten werden zudem auf Korrelationen zu bekannten Einflussgrößen untersucht. Über die Plasmastunden der Kammer ergibt sich eine Langzeitdrift. Diese bildet sich auch in den Ätzraten und dem Ätzprofil ab. Es lassen sich zudem Kurzzeitdrifts durch Prozessinteraktionen aufzeigen und Produktabhängigkeiten beobachten.
Um den Anforderungen zukünftiger Mikroprozessoren nachkommen zu können, muss der Einsatz neuer Materialien bzw. Materialsysteme in der Halbleiterindustrie überprüft werden. Ziel dieser Masterarbeit war die Optimierung eines Kobalt-MOCVD-Prozesses zur Herstel-lung von Kupferdiffusionsbarrieren in der Back-End-of-Line-Metallisierung. Unter Berücksichtigung des theoretisch zu erwartenden Einflusses der verschiedenen Pro-zessparameter auf das Beschichtungsresultat wurden separate Versuchspläne aufgestellt, deren Durchführung beschrieben und die Ergebnisse der Schichtcharakterisierung vorgestellt. Die beobachteten Auswirkungen dieser Prozessparametervariation auf das Wachstumsverhalten und die Eigenschaften der Kobaltschichten wurden diskutiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Oberflächenrauheit der Kobaltschichten ausschlaggebend für ihre elektrische Leitfähigkeit war. Außerdem war es möglich vorteilhafte Einstellungen gegenüber dem Referenzprozess, sowohl für Blank- als auch Strukturscheiben, abzuleiten. Abschließend zeigten erste Untersuchungen zur direkten elektrochemischen Bekupferung der Kobaltschichten die Möglichkeit zur Integration in den bestehenden Herstellungsprozess.
In vorliegender Arbeit geht es um die Stabilitätskontrolle von Backendstrukuren mit ULK-Materialien. Weil die Strukturen bei der Mikrochipherstellung immer kleiner werden, müssen neuartige Materialien für die Isolierung der Leiterbahnen entwickelt werden. Diese Materialien nennt man ultra-low-k-Materialien, kurz ULK. Sie besitzen einer niedrige Dieelektrizitätszahl k. Diese Materialien kommen in den Verdrahtungsebenen im Mikrochip zum Einsatz und dienen dort als Isolator zwischen den Leitungsbahnen. Ulk beeinflusst jedoch die Stabilität des Backend negativ. Aus diesem Grund müssen schon in der Entwicklungsphase eines Mikrochips Tests durchgeführt werde. Der hier verwendete Test nennt sich Bump Assisted Backend of Line Stability Indentation Test (kurz BABSI-Test. Dieser Test ist durch GLOBALFOUNDRIES Dresden patentiert.Hierbei wird mit einer Nanoindenternadel in den Bump indentiert und anschließend ein Ritztest durchgeführt. Dabei kommt es durch die Lateralkraft, welche über dem Bump in das Backend ein gekoppelt wird, zu einer Schädigung im Backend. Die Lateralkraft bei der das Backend geschädigt wird dient als Stabilitätskennzahl. Somit können verschiedene Backendvarianten bzw. verschiedene Fertigungsprozesse miteinerander verglichen werden. In der Arbeit werden verschiedene Versuche durchgeführt, um den BABSI-Test zu verbessern. So kommen zum Beispiel verschiedene Indenterspitzen zum Einsatz.
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von transparenten Permeationsbarrrieren auf Kunststofffolien im Hinblick auf die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit für die Anwendung als Verkapselung organischer Elektronik. Zur Schichtabscheidung wurden dabei verschiedene Schichtsyteme mittels Atomlagenabscheidung (ALD) und reaktivem Sputtern herstellt. Bei den untersuchten Oxidschichten handelt es sich unter anderem um die typischen transparenten Barrierematerialien Zink-Zinn-Oxid (ZTO) und Al2O3. Des Weiteren wurde der Einfluss der Schichtdefekte und Schichthaftung auf die Barriereeigenschaften untersucht. Zur Charakterisierung der Permeationsbarriere wurden die Normen DIN EN ISO 15106 -3 und DIN 53380 -3 verwendet. Dabei handelt es sich um eine coulometrische Messmethode, die durch ein Trägergas unterstützt wird. Für die Untersuchungen zur Defektdichte wurde das optimierte elektrolytische Verfahren der Kupferdekoration angewendet. Dabei wird eine Unterschicht aus Silber auf dem Substrat abgeschieden, dass als Kathode und Kupfer als Anode verwendet wird. Ziel ist die Herstellung von Ultrabarrieren mit einer Wasserdampfpermeation von unter 10^-4 g/m^2*d. Ebenfalls stellt das Substrat selbst eine wichtige Rolle dar. So besteht eine wichtige Vorraussetzung darin, dass die Polymersubstrate für eine sehr glatte Oberfläche aufweisen. Verschiedene Sputtereinzelschichten wurden hergestellt und charakterisiert und mit den ALD Einzelschichten und den drei verschiedenen Schichtsystemen verglichen. Dabei finden für ZTO und Al2O3 das Sputtern Anwendung. Wohingegen sich für die ALD nur Al2O3 als Schichtmaterial verwendet wird. Gute Ergebnisse konnten mit dem 2-Schichtsytem erzielt werden, bei dem das ALD-Verfahren als Deckschicht verwendet wird. Dagegen eignen sich die 3-Schichtsysteme mit der ALD-Zwischenschicht nicht als Permeationsbarriere.
Die dielektrischen Materialien SiO2 und Si3N4 eignen sich als Isolator Schichten in Transistoren und als Matrix Material für seltene Erden (z.B. Erbium) und kommen deshalb in Silizium-basierenden Lichtemittern (MOSLED) zum Einsatz. Sie weisen besonders geringe Verluste von 0,1 dB/cm bis 1 dB/cm im Bereich des sichtbaren (VIS) bis infraroten (IR) Lichtes auf und finden daher Verwendung in Wellenleiter-basierenden photonischen Systemen. Der Trend zur Anwendung siliziumreicher Si3N4 (SiNX/SRN) und SiO2 Schichten (SiOX/SRO) liegt vor allem in der Steigerung der optischen Effizienz Er3+-dotierter MOSLEDs im Telekommunikationsbereich (1535 nm) und in der Erhöhung der Integrationsdichte der Si-basierenden Optik. Eine kostengünstige Umsetzung wird über die Herstellung mittels plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD) ermöglicht, die sich problemlos in CMOS-Halbleiterprozessabläufe integrieren lässt. Diese Arbeit befasst sich zum einen mit der Herstellung als auch Charakterisierung siliziumreicher SiO2 und Si3N4 Systeme und zum anderen mit der Entwicklung Abscheideraten-kontrollierter SiO2 Schichten mittels PECVD. Die Struktureigenschaften werden anschließend über Fourier Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR), elastischer Rückstreudetektionsanalyse (ERDA), Ellipsometrie sowie Transmissionsmessungen charakterisiert. Die optoelektronischen Eigenschaften wurden an MOSLEDs, basierend auf einem ITO/SiOX/SiNX:Er3+/Si-System, bei dem die lumineszierende Schicht aus SiNx:Er3+ besteht, untersucht. Die Einflüsse der Schichtstöchiometrien auf die Lichtemitter werden sowohl über I(V) (Strom-Spannung) als auch über I_CC Messungen (Konstant-Strom) mit gleichzeitiger Erfassung der optischen Leistung sowie des Elektrolumineszenz Spektrums analysiert. Neben dem Einsatz in MOSLEDs werden die siliziumreichen Schichten in optischen Wellenleitern genutzt, wo ihre Stöchiometrie über die Änderung der optischen Konstanten das Transmissionsverhalten erheblich beeinflusst. Die Auswirkungen der sich ändernden Materialeigenschaften auf die Modendispersion in planaren Wellenleitern wurden bezüglich der Wellenleiterhöhe und der optischen Konstanten mit MATLAB simuliert. Weiterhin wird gezeigt, wie die Variation des Si-Überschusses in den optischen Schichten die Bandlücke und das Transmissionsverhalten beeinflussen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der weiterentwickelten Wellenleiterherstellung und ein möglicher Herstellungsprozess zur Kopplung zwischen MOSLED und Wellenleiter präsentiert.
Die effektive Verkapselung von flexiblen organischen Leuchtdioden ist ein wichtiger Bestandteil für die Erhöhung der Lebensdauer. Vielversprechend sind hier Nanolaminate, bei denen abwechselnd defektarme, anorganische Barriereschichten und flexible, organische Zwischenschichten hergestellt werden. In dieser Arbeit wurde ein Prozess zur Molekularlagenabscheidung (MLD) der organischen Schicht aus den Edukten Trimethylaluminium und 1,2-Ethandiol entwickelt und optimiert. Der Prozess ermöglicht die Herstellung von dünnen Schichten aus Poly (Aluminiumethandiol) mit einer Dichte von 1,7 g/cm3 und einem temperaturabhängigen Wachstum je Zyklus von 0,1 bis 0,05 nm für Abscheidetemperaturen von 90 bis 150°C. Infrarot- und photoelektronenspektroskopische Untersuchungen weisen auf einen Einbau der Kohlenstoffketten in die Schicht hin. Das Aufwachsen der Schichten erfolgt auf Aluminiumoxid substratverstärkt und zeigt für den verwendeten MLD-Prozess einen ungünstigen Reaktionsmechanismus an.
Der stetig fortschreitenden Entwicklung in der Elektronikindustrie folgt eine zunehmende Komplexität der Schaltungsträger. Die Leiterplatte entwickelt sich hin zu einem System. Als Leiterwerkstoff hat sich aufgrund einer guten Verarbeitbarkeit und positiven Eigenschaften Kupfer durchgesetzt und dominiert die Leiterplattenherstellung. Doch neben einer gesteigerten Funktionalität nimmt auch das Gewicht des Schaltungsträgers zu. Hier bietet der Einsatz von Aluminium ein erhebliches Einsparungspotential. Grundgedanke ist dabei, die Kupferkaschierung durch Aluminium zu ersetzen. Ziel dieser Masterthesis sind erste Untersuchungen hinsichtlich einer Realisierbarkeit der Herstellung einer durchkontaktierten Mehrlagenleiterplatte. Im ersten Teil wird auf grundsätzliche Technologien zur Herstellung einer handelsüblichen Leiterplatte eingegangen, verschiedene Prüfverfahren zur Beurteilung der Qualität und Zuverlässigkeit erläutert und Aluminium als Werkstoff vorgestellt. Weiterhin werden zu den Fertigungsschritten Multilayerherstellung, Strukturierung und Durchkontaktierung eine Bearbeitung mit bestehenden Verfahren geprüft und eine Durchführbarkeit bewertet. Doch besonders für die nasschemische Bearbeitung müssen alternative aluminiumspezifische Prozesse gefunden und charakterisiert werden. Die erreichte Produkt- und Prozessqualität wird im Hinblick auf die Anforderungen und vergleichend zum Kupfer charakterisiert und beurteilt. Auftretende Probleme werden diskutiert und Lösungsvorschläge erbracht. Letztlich erfolgt eine Einschätzung zur Realisierbarkeit einer solchen Aluminiumtechnologie unter den Fertigungsbedingungen der KSG Leiterplatten GmbH.
Der Trend zu der fortschreitenden Miniaturisierung und immer höheren Packungsdichte stellt nicht nur die Halbleiterindustrie immer wieder vor neue Herausforderungen, sondern auch die Leiterplattenhersteller. In modernen Anwendungen werden mehrlagige Leiterplatten mit Durchkontaktierungen genutzt, um eine steigende Kontaktstellendichte bzw. eine effektive Wärmeabfuhr zu realisieren. Vor allem im mobilen Bereich sind diese Komponenten jedoch starken thermischen Beanspruchungen ausgesetzt. Untersuchungen an Leiterplatten haben gezeigt, dass ein elektrischer Ausfall einer Leiterplatte auf schadhafte Durchkontaktierungen zurückzuführen ist. Defekte Durchkontaktierungen werden mit der Methode des metallographischen Schliffs ausgewertet, welche sehr zeitaufwendig ist. Mit der Messung des elektrischen Widerstandes und dessen Veränderungen im Temperaturwechseltest können ebenfalls defekte Durchkontaktierungen erfasst werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Messstand aufgebaut, welcher den elektrischen Widerstand von einzelnen Durchkontaktierungen während eines Temperaturwechseltests messen kann. Die Messung erfolgt mit einer automatisierten Vier-Leiter-Messung. Dabei wurde der Einfluss der Kontaktierung hinsichtlich einer Löt- und Steckverbindung untersucht. Außerdem wird der Einfluss der Bestromungsdauer auf die Probenlebensdauer analysiert. Im Rahmen einer Messmittel-fähigkeitsanalyse stellte sich heraus, dass das Messrauschen bei gelöteten Proben geringer ist als bei gesteckten Proben. Die gemessenen Daten wurden mittels automatisierter Software ausgewertet. Dazu wurden nur die Warmphasen der Temperaturzykeldaten genutzt, da hier die Widerstandsänderung durch einen Riss am größten ist. Die Verlaufskurven der Widerstandsänderung bestätigen die Ergebnisse hinsichtlich des Messrauschens der Messmittelfähigkeitsanalyse. Eine Durchkontaktierung gilt ab einer Widerstandsänderung von 5 % als ausgefallen. Die durchgeführte Schliffbilduntersuchung zeigte, dass bei dieser Änderung eine massive Schädigung durch Risse eintritt und somit wurde das Ausfallkriterium bestätigt. Eine statistische Untersuchung der Ausfalldaten mit Hilfe der Weibullanalyse zeigte einen signifikanten Einfluss der Bestromungsart auf die Probenlebensdauer. So führt ein dauerhafter Stromfluss zu früheren Ausfällen.
Diese Arbeit befasst sich mit der Durchführung einer Sicherheitsanalyse für eine Computer-Telefonie-Integration Applikation für mobile Endgeräte mit Android-Betriebssystem. Eine solche Applikation bietet hohe Schadpotenziale und muss daher gegen Angriffe geschützt werden. Das hohe Schadpotenzial resultiert aus den Funktionalitäten, die eine solche Applikation besitzen muss und aus den speziellen Risiken, die sich auf mobilen Plattformen durch die hohe Konzentration sensibler Daten ergeben. Mobile Plattformen rücken aus diesem Grund immer stärker in den Fokus sowohl der IT-Security als auch von Angreifern. Durch die Anwendung eines standardisierten Prozesses für die Sicherheitsanalyse lässt sich ein nachweisbares Schutzkonzept ausarbeiten. Der Analyse geht eine Auswahl eines geeigneten Prozesses voraus. Am Ende der Arbeit stehen konkrete Konzepte, die in eine Implementierung überführt werden können.
Diese Arbeit beschreibt die Analyse verschiedener Verfahren und Systeme zur HTTP- basierten Kommunikation zwischen einer JEE-Client- und JEE-Serverapplikation. Dazu wird die bestehende Applikation untersucht, vorhandene Kommunikationswege und daraus resultierende Anforderungen identifiziert. Verschiedene Softwareprodukte werden unter Berücksichtigung der Softwarequalität, den ermittelten Anforderungen und dem zu erwartenden Aufwand miteinander verglichen. Auf Basis dieses Vergleichs erfolgt die Wahl und Integration eines Produkts. Abschließend wird ein Vergleich der Performanz zwischen dem angepassten System und dem System im Ausgangszustand durchgeführt. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der weiteren Verbesserung des Zeitverhaltens und des Ressourcenverbrauchs. Dabei liegt der Fokus auf der Kommunikation zum Zwecke des Refreshs der Clientapplikation. Es werden die komplexen Verarbeitungsabläufe analysiert, Schwachstellen und Verbesserungsmöglichkeiten ermittelt und daraus erstellte Entwürfe auf Umsetzbarkeit und Effizienz bewertet.
Die Dokumentation von Wissen in einem Entwicklungsprojekt stellt neben der eigentlichen Entwicklung des Systems die wohl größte Herausforderung für die Projektbeteiligten dar. Für die Dokumentationserstellung muss ein für die Projektrahmenbedingungen möglichst gutes Kosten/Nutzen-Verhältnis erzielt werden. Die Gründe für die Dokumentationserstellung sind vielseitig. Neben der Konservie-rung des Wissens über einen langen Zeitraum kann auch die Wissensübermittlung zwischen Projektbeteiligten unterstützt und verbessert werden. Zudem lässt sich die Dokumentationsarbeit als Werkzeug für die Systemanalyse einsetzen. Die Dokumentationslandschaft wird im Wesentlichen durch den Informationsfluss in einem Projekt bestimmt. Dazu zählen die Sender sowie die Empfänger der jeweiligen Inhalte und wie die Informationen während der Projektdurchführung transformiert werden. Um diese Transformationsprozesse zu verstehen, muss das Wissen anhand verschiedener Attribute klassifiziert werden. Sind die einzelnen Aspekte bekannt, so können anhand der Projektrahmenbedingungen der Umfang der Dokumentation und der ideale Zeitpunkt für die Konservierung bestimmt werden. Die Wahl der passenden Dokumentationstechnik für die Konservierung des Wissens wird ebenfalls durch dessen Attribute und die Eigenschaften der jeweiligen Technik bestimmt. Je nach dem angestrebten Ziel sind unterschiedliche Kombinationen aus einer Notation und deren Verwendung geeignet. Das Zusammenspiel der einzelnen Aspekte wird abschließend in drei verschiedenen Szenarien erläutert.
This work analyzes and evaluates different approaches to translate UML state machines into C++ code. The first part of this thesis covers the ground of transforming information of a source language to a target language. It addresses the basics of language theory and different approaches of language transformation. The second part examines the properties and formalisms of state machines to value their characteristics for further reuse in the development cycle. The third part disassembles the programming language C++ with all its quirks and oddities. The last part puts all mentioned pieces together. Beyond this approach the thesis tries to point out several concepts of language engineering to ease the use of software languages for the language user as well as the language engineer. It scrutinizes diverging solutions with the resulting consequences.