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Nanoelektronik (Nano)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: Nanoelectronics)
Modulverantwortliche/r: Lothar Frey Lehrende:
Lothar Frey
Start semester: |
SS 2018 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
Empfohlene Voraussetzungen:
Kenntnisse aus den Vorlesungen Halbleiterbauelemente bzw. Nano IV und Prozessintegration und Bauelementearchitektur wünschenswert
Inhalt:
1. Skalierung von MOS Transitoren:
Einsatzspannungs-Absenkung, „Subthreshold Slope“
Band-Band Tunneln, „Drain Induced Barrier Lowering“,
Beweglichkeitsdegradation,
Tunnelströme,
Gateverarmung,
Dotierstofffluktuationen,
Zuverlässigkeit 2. Neue Architekturen und Materialien für Nano-MOS-Bauelemente:
Hoch epsilon Dielektrika,
„Metal Gate“ Elektroden,
„Strained Silicon“, SiGe, GeOI,
FinFET, TriGate Transistoren,
Nanowire Strukturen (Si-Nanotubes, Carbon Nanotubes),
Vertikale MOS Strukturen,
Schottky MOS 3. Erzeugung kleinster Strukturen:
Optische Lithographie für sub-50 nm,
EUV Lithographie,
Elektronenstrahl- und Ionenstrahllithogarphie,
Druck und Prägetechniken,
Selbstorganisation 4. Bauelemente der nichtflüchtigen Datenspeicherung:
Ladungsspeicherung in Dielektrika und Nanokristallen (Flash EPROM),
Multibit Zellen,
Ferroelektrische Speicherzellen,
Widerstandsprogrammierbare Zellen (MRAM, PCM, spannungs-programmierbare Zellen) 5. Bauelemente mit einzelnen Elektronen:
Single Electron Device,
Resonantes Tunneln,
Schaltbare Moleküle 6. Prinzipielle Grenzen:
Quantenmechanische Grenze,
Thermische Grenze,
Statistische Grenze
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
- Anwenden
- erklären den Aufbau und die Funktionsweise nanoelektronischer Bauelemente
beschreiben die Herstellungsmethoden für nanoelektrnoische Bauelemente - Analysieren
- analysieren die prinzipiellen Probleme, die sich für Bauelemente im Nanometerbereich ergeben
diskutieren unterschiedliche Lösungsansätze für zukünftige Bauelemente - Evaluieren (Beurteilen)
- bewerten Vor- und Nachteile sowie Grenzen aktueller Trends und Entwicklungen auf dem Gebiet nanoelektronischer Bauelemente
Literatur:
- S. Wolf: Silicon Processing for the VLSI Era: Volume 3 – The Submicron MOSFET, Lattice Press, 1995
S. Wolf: Silicon Processing for the VLSI Era: Volume 4 – Deep-Submicron Process Technology, Lattice Press, 2002
C. Y. Chang, S. M. Sze: ULSI - Technology, MacGraw-Hill, 1996
K. Goser, P. Glösekötter, J. Dienstuhl: Nanoelectronics ans Nanosystems, Springer-Verlag, 2004
H. Xiao, Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Prentice Hall, 2001
R. Waser (ed.): Nanoelectronics and Information Technology: Materials, Processes, Devices, 2. Auflage, Wiley-VCH, 2005
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Berufspädagogik Technik (Master of Education)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Berufspädagogik Technik (Master of Education) | Studienrichtung Elektro- und Informationstechnik (Masterprüfungen) | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Nanoelektronik)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
- 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 | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Studienrichtungen | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Mikroelektronik | Nanoelektronik)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): ab 4. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Masterprüfung | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2007 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
- Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Vertiefungsrichtungen | Elektronische Bauelemente und deren Zuverlässigkeit | Nanoelektronik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Nanoelektronik (Prüfungsnummer: 67801)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 2.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019, 2. Wdh.: keine Wiederholung
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