Prozessintegration und Bauelementearchitekturen (PiBa)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Process Integration and Device Architecture)

Lehrveranstaltungen:

• • Prozessintegration und Bauelementearchitekturen
    (Vorlesung, 2 SWS, Tobias Erlbacher, Fr, 10:15 - 11:45, Hans-Georg-Waeber-Saal)
  • Übungen zu Prozessintegration und Bauelementearchitekturen
    (Übung, 2 SWS, Michael Niebauer, Di, 18:15 - 19:45, Hans-Georg-Waeber-Saal)

Empfohlene Voraussetzungen:

Kenntnisse aus den Vorlesungen Halbleiterbauelemente und Technologie Integrierter Schaltungen von Vorteil

Inhalt:

In dieser Vorlesung werden die physikalischen Anforderungen an integrierte Bauelemente und deren Umgebung definiert und Lösungsansätze anhand von Prozess-Sequenzen vorgestellt. Insbesondere soll dabei dargelegt werden, wie durch die stetige Verkleinerung der Strukturen neue prozesstechnische Verfahren zur Einhaltung der an die Technologie gestellten Forderungen notwendig werden.
Zu Beginn werden kurz die Methoden der Herstellung vorgestellt. Die für Mikroprozessoren und Logikschaltungen notwendigen CMOS-Bauelemente werden im Anschluss behandelt. Danach wird die zugehörige CMOS-Technik betrachtet. Der nächste Vorlesungsabschnitt widmet sich den statischen und dynamischen Speichern, hier werden sowohl die wichtigsten Speicherarten (DRAM, SRAM, EPROM, Flash) vorgestellt, als auch die notwendigen Technologieschritte. Es folgt die Bipolartechnik und die BiCMOS-Technik, bei der sowohl CMOS, als auch Bipolarschaltungen auf einem Chip integriert werden. Ein kurzes Kapitel befasst sich mit dem Aufbau von Leistungsbauelementen. Die Problematik der Metallisierung sowie die Aufbau- und Verbindungstechnik, die für alle Bauelemente ähnlich ist, wird im Anschluss behandelt. Das letzte Kapitel beinhaltet Aspekte zur Ausbeute und Zuverlässigkeit von Bauelementen.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

Anwenden

beschreiben den Aufbau von Halbleiterbauelementen
erklären die grundlegende Funktionsweise von Bauelementen und Grundbausteinen intergrierter Schaltungen
beschreiben die stetige technologische Weiterentwicklung der Bauelemente

Analysieren

analysieren den Einfluss von Prozesssequenzen auf die Eigenschaften der Halbleiterbauelemente

Evaluieren (Beurteilen)

beurteilen die Vorteile und Grenzen von Prozesssequenzen für moderne Bauelemente

Literatur:

• D. Widmann, M. Mader: H. Friedrich, Technologie hochintegrierter Schaltungen, 2. Aufl., Springer Verlag, 1996

• G.S. May, S.M. Sze: Fundamentals of Semiconductor Fabrication, Wiley & Sons, 2003
  

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2011 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik und Informationstechnik | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
2. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Elektro- und Informationstechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
3. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Mikroelektronik | Kernmodule Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
5. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Mikroelektronik | Kernmodule (Pflichtmodule) Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
6. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtung Mikroelektronik | Kernmodule Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
7. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Mikroelektronik | Kern- und Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Kernmodule Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
8. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Studienrichtung Mikroelektronik | Kernmodule Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
9. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Mikroelektronik | Kernmodule Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
10. Informatik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Mikroelektronik | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
11. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule (aus Katalog) | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
12. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | 4 Elektronische Bauelemente, Schaltungen und Systeme | 4 Elektronische Bauelemente, Schaltungen und Systeme | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
13. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Katalog | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
14. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | Vertiefungsrichtungen | Elektronische Bauelemente und deren Zuverlässigkeit | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)
15. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 4 Elektronische Bauelemente, Schaltungen und Systeme | 4 Elektronische Bauelemente, Schaltungen und Systeme | Prozessintegration und Bauelementearchitekturen)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Prozessintegration und Bauelementearchitekturen_ (Prüfungsnummer: 66501)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Tobias Erlbacher

Termin: 19.08.2020, 08:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 24.03.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Termin: 28.07.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 7 TechF
Termin: 06.04.2022, 14:00 Uhr, Ort: H 10 TechF