Ausgewählte Kapitel der Silicium-Halbleitertechnologie

Dozent/in:

Julius Marhenke

Angaben:

Seminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Anmeldung über StudOn; Kenntnisse aus "Technologie integrierter Schaltungen" und/oder "Prozessintegration" werden vorausgesetzt.

Termine:

Di, 14:15 - 15:45, 0.111
Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist obligatorisch.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF ME-MA-SEM-EEI 3
WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF ME-BA-SEM 3-6

Inhalt:

Ziel des Seminars ist die selbstständige Erarbeitung und schlüssige Darstellung eines Themas aus dem Gebiet der Silicium-Halbleitertechnologie. Als Grundlage dienen dabei Literaturvorgaben der Betreuer, die durch eigene Recherchen ergänzt werden sollen. Die Teilnehmer referieren im Rahmen eines 30-minütigen Vortrags über ihre Ergebnisse. Die Einzelthemen werden in jedem Semester aus einem anderen Schwerpunkt gewählt. In den letzten Semestern wurden beispielsweise Schwerpunktthemen wie "Bauelementetechnologien", "Mikrosystemtechnik", "Kontamination in der Halbleiterelektronik" oder "Bauelemente-, Prozess- und Anlagensimulation" behandelt.

Empfohlene Literatur:

• Frey, L. und Ryssel, H.: Folien der Vorlesungen Technologie integrierter Schaltungen und Prozessintegration und Bauelementearchitekturen (am Lehrstuhl erhältlich)

Einführung in die gedruckte Elektronik [GedrElektr]

Dozent/in:

Michael Jank

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Anmeldung über StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3235071.html

Termine:

Mi, 8:15 - 9:45, 0.111

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1

Inhalt:

1. Einführung (was ist gedruckte Elektronik, Entwicklung, Vor-/Nachteile, Anwendungsgebiete)

2. Materialien für gedruckte Elektronik

• Grundvoraussetzungen

• Substrat

• Leiter

• Halbleitermaterialien

• Isolatoren
  

3. Beschichtung und Druck

• Kritische Material-Parameter

• Beschichtungs- und Drucktechniken

4. Elektrisches Verhalten von organischen Einzelbauelementen und Schaltungen

• Widerstand

• Diode

• Transistor

• Inverter

• Ringoszillator
  

5. Anwendungen

• Grundbetrachtungen: Vor-/Nachteile

• Displays, RFID, Sensoren

Schlagwörter:

gedruckte Elektronik organische OFET OTFT Polymer

Forschungspraktikum am LEB

Dozent/in:

Tobias Dirnecker

Angaben:

Sonstige Lehrveranstaltung, Schein, ECTS: 5, Nur für EEI Master; Weitere Informationen über StudOn unter: <link wird noch eingefügt>

Termine:

Nach Vereinbarung; Nur für EEI Master; Weitere Informationen über StudOn unter: <Link wird noch eingefügt>

Halbleiterbauelemente

Dozent/in:

Tobias Dirnecker

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, Physikalische Grundlagen der Halbleiterbauelemente

Termine:

Mi, 14:15 - 15:45, Raum n.V.
Anmeldung über StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3235231.html

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF MT-MA-MEL ab 1
PF EEI-BA 3
PF BPT-BA-E 3
PF BPT-MA-M-E ab 1
WPF MT-BA-BV ab 5

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Zur Vorlesung wird eine Übung (2 SWS) sowie ein Tutorium angeboten. Informationen zu diesen Veranstaltungen finden Sie im Informationssystem UnivIS.

Inhalt:

Die Vorlesung Halbleiterbauelemente vermittelt den Studenten der Elektrotechnik die physikalischen Grundlagen moderner Halbleiterbauelemente. Der erste Teil der Vorlesung befasst sich nach einer Einleitung mit Bewegungsgleichungen von Ladungsträgern im Vakuum sowie der Ladungsträgeremission im Vakuum und daraus abgeleiteten Bauelementen. In der anschließenden Behandlung von Ladungsträgern im Halbleiter werden die wesentlichen Aspekte der Festkörperphysik zusammengefasst, die zum Verständnis moderner Halbleiterbauelemente nötig sind. Darauf aufbauend werden im Hauptteil der Vorlesung die wichtigsten Halbleiterbauelemente, d.h. Dioden, Bipolartransistoren und Feldeffekttransistoren detailliert dargestellt. Einführungen in die wesentlichen Grundlagen von Leistungsbauelementen und optoelektronischen Bauelementen runden die Vorlesung ab.

Empfohlene Literatur:

• Vorlesungsskript, am LEB erhältlich

• Neamen, D.A.: Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles, 2nd ed., McGraw-Hill (Richard D. Irwin, Inc., Burr Ridge), USA, 1997

• Müller, R.: Grundlagen der Halbleiter-Elektronik: Band 1 der Reihe Halbleiter-Elektronik, 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1995

Schlagwörter:

Bauelemente, Halbleiter

Tutorium Halbleiterbauelemente

Dozent/in:

Christian Martens

Angaben:

Tutorium, 2 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 8:15 - 9:45, Raum n.V.
Erster Termin: wird noch bekanntgegeben

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF EEI-BA 3
PF BPT-BA-E 3
WPF MT-BA-BV 5-6

Inhalt:

Im Tutorium Halbleiterbauelemente bearbeiten die Teilnehmer in Kleingruppen ehemalige Klausuraufgaben. Die Betreuer stehen ihnen dabei zur Diskussion und Hilfestellung zur Verfügung.

Übungen zu Halbleiterbauelemente

Dozent/in:

Christian Martens

Angaben:

Übung, 2 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 14:15 - 15:45, Raum n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF MT-MA-MEL ab 1
PF EEI-BA 3
PF BPT-BA-E 3
PF BPT-MA-M-E ab 1
WPF MT-BA ab 5

Integrierte Schaltungen, Leistungsbauelemente und deren Anwendungen [SEM_POWERDEVICES]

Dozent/in:

Tobias Dirnecker

Angaben:

Seminar, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 2,5, Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Tobias Dirnecker (tobias.dirnecker@fau.de)

Termine:

Zeit/Ort n.V.

Kolloquium zur Halbleitertechnologie und Messtechnik

Dozent/in:

Anton Bauer

Angaben:

Kolloquium, 1 SWS, nur Fachstudium

Termine:

Mo, 17:15 - 18:00, Hans-Georg-Waeber-Saal
Siehe Vortragsliste auf der Homepage des LEB.

Inhalt:

In einem gemeinsamen Kolloquium des Lehrstuhles für Elektronische Bauelemente und des Fraunhofer Institutes Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie werden aktuelle Themen der Halbleitertechnologie in Vorträgen vorgestellt. Die Vorträge von eingeladenen Gästen und Mitarbeitern des Lehrstuhles und des Fraunhofer Institutes behandeln eigene und externe Forschungsvorhaben aus den Gebieten elektronische Bauelemente, Halbleiter-Prozesstechnik, Fertigungstechniken und -geräte der Mikroelektronik, Mikrosystemtechnik, Technologiesimulation und Verfahren der Prozesskontrolle, Fehleranalyse und Qualitätssicherung.

Leistungshalbleiterbauelemente

Dozent/in:

Tobias Erlbacher

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5

Termine:

Do, 16:15 - 17:45, Raum n.V.
Vorlesung wird aufgezeichnet und über das FAU-Videoportal zur Verfügung gestellt.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF WING-MA-ET-EN 1-3
WPF ME-BA-MG3 3-6
PF EEI-BA-LE 5-6
WPF EEI-BA-EuA 5-6
PF EEI-MA-LE 1-4
WPF EEI-MA-EuA 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WPF ME-MA-MG3 1-3
WPF BPT-MA-E 1-3

Empfohlene Literatur:

• Fundamentals of Power Semiconductor Devices, B. J. Baliga, Springer, New York, 2008 ISBN: 978-0-387-47313-0

• Halbleiter-Leistungsbauelemente, Josef Lutz, Springer, Berlin, 2006 ISBN: 978-3-540-34206-9

• Leistungselektronische Bauelemente für elektrische Antriebe, Dierk Schröder, Berlin, Springer, 2006 ISBN: 978-3-540-28728-5

• Physics and Technology of Semiconductor Devices, A. S. Grove, Wiley, 1967, ISBN: 978-0-471-32998-5

• Power Microelectronics - Device and Process Technologies, Y.C. Liang und G.S. Samudra, World Scientific, Singapore, 2009 ISBN: 981-279-100-0

• Power Semiconductors, S. Linder, EFPL Press, 2006, ISBN: 978-0-824-72569-3

• V. Benda, J. Gowar, D. A. Grant, Power Semiconductor Devices, Wiley, 1999

Schlagwörter:

Leistungsbauelemente Halbleiter

Übung zu Leistungshalbleiterbauelemente

Dozent/in:

Tobias Stolzke

Angaben:

Übung, 2 SWS, Anmeldung über StudOn: https://www.studon.fau.de/crs3235086.html

Termine:

Mi, 8:15 - 9:45, Raum n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF ME-BA-MG3 3-6
PF EEI-BA-LE 5-6
WPF EEI-BA-EuA 5-6
WPF EEI-MA-EuA 1-4
PF EEI-MA-LE 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WPF ME-MA-MG3 1-3
WPF BPT-MA-E 1-3
WPF WING-MA-ET-EN 1-3

Optical Lithography: Technology, Physical Effects, and Modelling

Dozent/in:

Andreas Erdmann

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, Die Vorlesung findet voraussichtlich über Zoom statt. Weitere Hinweise finden Sie im StudOn-Kurs zur Vorlesung.

Termine:

Do, 10:15 - 11:45, Raum n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF EEI-MA ab 1
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WF AOT-GL ab 1
PF NT-MA 1

Inhalt:

Semiconductor lithography covers the process of pattern transfer from a mask/layout to a photosensitive layer on the surface of a wafer. It is one of the most critical steps in the fabrication of microelectronic circuits. The majority of semiconductor chips are fabricated by optical projection lithography. Other lithographic techniques are used to fabricate lithographic masks or new optical and mechanical devices on the micro- or nanometer scale. Innovations such as the introduction of optical proximity correction OPC), phase shift masks (PSM), special illumination techniques, chemical amplified resist (CAR) materials, immersion techniques have pushed the smallest feature sizes, which are produced by optical projection techniques, from several wavelengths in the early 80ties to less than a quarter of a wavelength nowadays. This course reviews different types of optical lithographies and compares them to other methods. The advantages, disadvantages, and limitations of lithographic methods are discussed from different perspectives. Important components of lithographic systems, such as masks, projection systems, and photoresist will be described in detail. Physical and chemical effects such as the light diffraction from small features on advanced photomasks, image formation in high numerical aperture systems, and coupled kinetic/diffusion processes in modern chemical amplified resists will be analysed. The course includes an in-depth introduction to lithography simulation which is used to devise and optimize modern lithographic processes.

Übung zu Optical Lithography

Dozent/in:

Andreas Erdmann

Angaben:

Übung, 2 SWS, Für Master AOT verpflichtende Zusatzveranstaltung, für andere Studiengänge freiwillig

Termine:

Di, 16:15 - 17:45, BR 1.161

Studienrichtungen / Studienfächer:

WF AOT-GL ab 1
PF NT-MA 1
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1

Praktikum Halbleiter- und Bauelementemesstechnik

Dozentinnen/Dozenten:

Michael Niebauer, u.a.

Angaben:

Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Voraussetzung: Vorlesungen Technologie integrierter Schaltungen und/oder Halbleiter- und Bauelementemesstechnik

Termine:

Das Praktikum wird voraussichtlich als Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit stattfinden. Ein Termin zur Vorbesprechung wird zu Beginn des Semesters bekannt gegeben.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF ME-MA-P-EEI 1-4

Inhalt:

Im Praktikum zur Halbleiter- und Bauelementemesstechnik wird ein Teil der in der gleichnamigen Vorlesung besprochenen Messverfahren praktisch durchgeführt. Zu Beginn des Praktikums wird die Relevanz der Messtechnik zur Prozesskontrolle aber auch in der Bauelementeentwicklung anhand eines typischen CMOS-Prozesses erläutert. Im Bereich Halbleitermesstechnik werden dann Versuche zur Scheibeneingangskontrolle, zu optischen Schichtdicken- und Strukturbreitenmessverfahren, sowie zur Profilmesstechnik durchgeführt. Im Bereich Bauelementemesstechnik werden MOS-Kondensatoren und MOS-Transistoren, Dioden, Widerstände und spezielle Teststrukturen elektrisch charakterisiert.

Empfohlene Literatur:

• Frey, L., Halbleiter- und Bauelementemesstechnik, Skript zur gleichnamigen Vorlesung (am Lehrstuhl erhältlich).

Praktikum Mikroelektronik [PrakMikro]

Dozentinnen/Dozenten:

Tobias Stolzke, Tobias Dirnecker

Angaben:

Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Nur EEI-BA Mikroelektronik; Der Vorbesprechungstermin ist eine Pflichtveranstaltung und muss wahrgenommen werden.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF EEI-BA-MIK 5-6

Voraussetzungen / Organisatorisches:

Nur für Studenten im Bachelorstudium EEI mit Studienrichtung Mikroelektronik belegbar.

Inhalt:

Ziel ist es, praktische Erfahrungen in den Bereichen Herstellungsverfahren und elektrische Charakterisierung, Simulation und Entwurf sowie der Anwendung von mikroelektronischen Bauelementen, Schaltungen und Systemen zu erlangen.

Es muss eine Auswahl von 7 Versuchen getroffen werden. Hinweis: es muss von jedem der vier beteiligten Lehrstühle mindestens ein Versuch ausgewählt werden.
Die folgenden Versuche werden i.d.R. angeboten:

LEB 1 - Charakterisierung von MOSFETs
LEB 2 - Charakterisierung von pn-Dioden
LEB 3 - Charakterisierung von MOS-Kondensatoren
LEB 4 - Haynes-Shockley-Experiment
LTE 1 - Analog circuit design (schematic)
LTE 2 - Analog circuit design (layout)
LTE 3 - Simulation von HF-Strukturen on-Chip mit Sonnet
LTE 4 - Diskreter Delta-Sigma ADU
LZS 1 - Entwurf und Simulation eines FlipFlops (Pflichtversuch LZS)
LZS 2 - Full-Custom-Layout einer Flipflop-Standardzelle
LIKE 1 - Digital-Entwurf mit VHDL (Pflichtversuch LIKE)
LIKE 2 - Simulation mit VHDL und Testfreundlicher Digital-Entwurf

Praktikum Technologie der Silicium-Halbleiterbauelemente [Prak TeSi]

Dozent/in:

Tobias Dirnecker

Angaben:

Praktikum, 3 SWS, Schein, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Hinweis: Das Praktikum wird im Wintersemester nicht angeboten

Termine:

Zeit/Ort n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF ME-MA-P-EEI 1-4
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-BA-LE 5-6
WPF EEI-MA-LE 1-4
WPF ME-MA ab 1

Inhalt:

Das Praktikum zur Technologie der Silicium-Halbleiterbauelemente vermittelt einen ersten praktischen Einstieg in die Halbleitertechnologie. Im Verlauf des Herstellungsprozesses einer Solarzelle werden die Herstellungsschritte Oxidation, Implantation, Lithographie, Ätzen und Metallisierung durchgeführt. Darüber hinaus werden wichtige Messverfahren zur Prozesskontrolle wie Schichtdickenmessverfahren, Schichtwiderstandsmessverfahren vorgestellt und zum Schluss die hergestellten Solarzellen an Hand ihrer Strom/Spannungs-Kennlinie elektrisch charakterisiert (Wirkungsgrad etc.).

Empfohlene Literatur:

• Frey, L.: Skripten zu den Vorlesungen Technologie integrierter Schaltungen und Prozessintegration und Bauelementearchitekturen (am Lehrstuhl erhältlich)

• Götzberger, A., Voß, B., Knobloch, J.: Sonnenenergie: Photovoltaik, Teubner Verlag, Stuttgart, 1994

Reinraum- und Halbleiterpraktikum [RRPrak]

Dozentinnen/Dozenten:

Julius Marhenke, Tobias Dirnecker

Angaben:

Praktikum, 6 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Teilnahme an der Vorbesprechung (über Zoom; Uhrzeit wird noch bekannt gegeben) ist verpflichtend! Anmeldung bei StudOn notwendig. Praktikumszeiten donnerstags werden nach Gruppeneinteilung bekanntgegeben.

Termine:

Vorbesprechung: Donnerstag, 5.11.2020

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF NT-BA 5

Seminar über Bachelorarbeiten [Sem BA]

Dozentinnen/Dozenten:

Tobias Stolzke, Tobias Dirnecker

Angaben:

Seminar, 2 SWS, ECTS: 2,5

Termine:

Fr, 10:15 - 11:45, 0.111

Seminar über Masterarbeiten (Sem MA)

Dozentinnen/Dozenten:

Tobias Dirnecker, Tobias Stolzke

Angaben:

Seminar, 2 SWS

Termine:

Fr, 12:15 - 13:45, 0.111
(Termine werden bekannt gegeben und sind auf der Homepage des Lehrstuhls zu finden

Technologie integrierter Schaltungen

Dozent/in:

Tobias Erlbacher

Angaben:

Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, https://www.studon.fau.de/crs3251753.html

Termine:

Vorlesung wird aufgezeichnet und über das FAU-Videoportal zur Verfügung gestellt.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF BPT-MA-E 1-3
PF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-BA-MIK 5-6
PF EEI-MA-MIK 1-4
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
PF INF-NF-EEI 5
WPF ME-BA-MG4 3-6
WPF ME-MA-MG4 1-3
WF NT-MA ab 1

Inhalt:

Thema der Vorlesung sind die wesentlichen Technologieschritte zur Herstellung elektronischer Halbleiterbauelemente und integrierter Schaltungen. Der erste Teil der Vorlesung beginnt mit der Herstellung von einkristallinen Siliciumkristallen. Anschließend werden die physikalischen Grundlagen der Oxidation, der Dotierungsverfahren Diffusion und Ionenimplantation sowie der chemischen Gasphasenabscheidung von dünnen Schichten behandelt. Ergänzend dazu werden Ausschnitte aus Prozessabläufen, wie sie heute bei der Herstellung von hochintegrierten Schaltungen wie Mikroprozessoren oder Speicher verwendet werden, dargestellt und anhand von Bauelementen (Kondensator, Diode und Transistor) wichtige Prozessparameter und Bauelementeeigenschaften erläutert.

Übung zu Technologie integrierter Schaltungen

Dozent/in:

Michael Niebauer

Angaben:

Übung, 1 SWS, nur Fachstudium, Veranstaltung wird ohne Präsenztermine im digitalen Format angeboten (StudOn)

Termine:

Zeit/Ort n.V.

Studienrichtungen / Studienfächer:

PF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-BA-MIK 5-6
PF EEI-MA-MIK 1-4
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
PF INF-NF-EEI ab 5
WPF ME-BA-MG4 3-6
WPF ME-MA-MG4 1-3
WF NT-MA ab 1
WPF BPT-MA-E 1-3

Zuverlässigkeit und Fehleranalyse integrierter Schaltungen

Dozent/in:

Peter Pichler

Angaben:

Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 4, Vorlesung findet digital statt. Anmeldung zur Vorlesung bitte per Email an den Dozenten: peter.pichler@fau.de

Termine:

Mo, 10:15 - 11:45, Raum n.V.
Vorlesung findet wöchentlich (Mo 10:15 - 11:45) digital statt.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF BPT-MA-E 1-3
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1

Inhalt:

Wirtschaftlicher Erfolg beim Einsatz elektronischer Bauelemente hängt unter anderem von deren Lebensdauer ab. Zu geringe Lebensdaueren führen zu überproportionalen Garantieleistungen und Ansehensverlusten der Marke, zu hohe Lebensdauern deuten auf zu hohe Produktionskosten oder zu hohe Sicherheitsreserven hin. Neben einer Einführung in die mathematische Beschreibung von Zuverlässigeitsbetrachtungen bietet die Vorlesung eine Diskussion der relevanten Ausfallmechanismen von elektronischen Bauelementen und eine Übersicht über die Fehleranalyse an ausgefallenen Bauelementen.

Schlagwörter:

Zuverlässigkeit, Fehleranalyse, Integrierte Schaltungen, Ausfallmechanismen, Messverfahren zur Qualitätssicherung

Übung zu Zuverlässigkeit und Fehleranalyse integrierter Schaltungen

Dozent/in:

Peter Pichler

Angaben:

Übung, 1 SWS, benoteter Schein, nur Fachstudium

Termine:

Weitere Informationen zur Übung werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

Studienrichtungen / Studienfächer:

WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF BPT-MA-E 1-3
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1