Nanoelektronik (Nano)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Nanoelectronics)
(Prüfungsordnungsmodul: Nanoelektronik)

Lehrveranstaltungen:

• • Nanoelektronik
    (Vorlesung, 2 SWS, Michael Jank, Di, 12:15 - 12:45; Eine Einführung in das Arbeitsmaterial bzw. Sprechstunde findet regelmäßig über Zoom statt, Anmeldung und Zugang zu Vorlesungsunterlagen und weiteren Informationen über StudOn (https://www.studon.fau.de/crs3703347_join.html).)

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:

1. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2020w | TechFak | Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | 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 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Michael Jank