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Halbleitertechnik IV - Nanoelektronik (HL IV - Nano)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: Nanoelectronics)
(Prüfungsordnungsmodul: Halbleitertechnik IV - Nanoelektronik (HL IV))
Modulverantwortliche/r: Michael Jank Lehrende:
Michael Jank
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Halbleitertechnik IV - Nanoelektronik
(Vorlesung, 2 SWS, Michael Jank, Do, 16:15 - 17:45, 0.111; Do, 14:15 - 15:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; Bitte beachten Sie die Bekanntgabe der konkreten Vorlesungstermine im StudOn-Kurs.; Vorbesprechung: 28.4.2022)
Empfohlene Voraussetzungen:
Kenntnisse aus den Vorlesungen Halbleiterbauelemente bzw. Nano IV und HL I - Bipolartechnik sowie HLT I - Technologie Integrierter Schaltungen 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:
- 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:
- 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 | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Halbleitertechnik IV - Nanoelektronik (HL IV))
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)", "Berufspädagogik Technik (Master of Education)", "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Halbleitertechnik IV - Nanoelektronik (HL IV) (Prüfungsnummer: 25241)
- Prüfungsleistung, schriftlich oder mündlich, benotet, 2.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
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