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Chair of Electron Devices (Prof. Dr. Frey)
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Seminar on Selected Topics of Silicon Semiconductor Technology [SEM TeSi] -
- Lecturer:
- Julian Schwarz
- Details:
- Seminar, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Dates:
- Tue, 14:15 - 15:45, 0.111
- Fields of study:
- WPF ME-MA-SEM-EEI 3
WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF ME-BA-SEM 3-6
- Contents:
- 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.
- Recommended literature:
- Frey, L. und Ryssel, H.: Folien der Vorlesungen Technologie integrierter Schaltungen und Prozessintegration und Bauelementearchitekturen (am Lehrstuhl erhältlich)
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Semiconductor and Device Measurement Techniques [HBMT-V] -
- Lecturer:
- Sven Berberich
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, graded certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 8:15 - 11:45, Hans-Georg-Waeber-Saal
- Fields of study:
- WPF WW-DH-MIC ab 6
WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WPF ME-BA-MG4 5-6
WPF ME-MA-MG4 1-3
WPF MWT-MA-MIC ab 1
WF MWT-BA 5-6
WPF NT-MA ab 1
WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- In der Vorlesung Halbleiter- und Bauelementemesstechnik werden die wichtigsten Messverfahren, die zur Charakterisierung von Halbleitern und von Halbleiterbauelementen benötigt werden, behandelt. Zunächst wird die Messtechnik zur Charakterisierung von Widerständen, Dioden, Bipolartransistoren, MOS-Kondensatoren und MOS-Transistoren behandelt. Dabei werden die physikalischen Grundlagen der jeweiligen Bauelemente kurz wiederholt. Im Bereich Halbleitermesstechnik bildet die Messung von Dotierungs- und Fremdatomkonzentrationen sowie die Messung geometrischer Dimensionen (Schichtdicken, Linienbreiten) den Schwerpunkt.
- Recommended literature:
- Vorlesungsskript
- Keywords:
- Halbleiterbauelemente, Messtechnik
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Semiconductor Devices -
- Lecturer:
- Tobias Dirnecker
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, Physikalische Grundlagen der Halbleiterbauelemente
- Dates:
- to be determined
- Fields of study:
- WPF MT-MA-MEL ab 1
PF EEI-BA 3
PF BPT-BA-E 3
PF BPT-MA-M-E ab 1
PF WING-BA-IKS 5
WPF MT-BA-BV ab 5
PF ME-BA 4
- Prerequisites / Organisational information:
- Zur Vorlesung wird eine Übung (2 SWS) sowie ein Tutorium angeboten.
Informationen zu diesen Veranstaltungen finden Sie im Informationssystem UnivIS.
- Contents:
- 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.
- Recommended literature:
- 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
- Keywords:
- Bauelemente, Halbleiter
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Nano IV: Halbleiter [Nano IV] -
- Lecturer:
- Tobias Dirnecker
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Veranstaltung für Studiengang Nanotechnologie.
- Dates:
- Thu, 10:15 - 11:45, 0.111
Veranstaltung für Studiengang Nanotechnologie. Die Veranstaltung wird zunächst im digitalen Format über StudOn (https://www.studon.fau.de/crs2847766.html) stattfinden.
- Fields of study:
- PF NT-BA 4
- Contents:
- Ladungsträgerkonzentrationen im intrinsischen (undotierten) und dotierten Halbleiter
Transporteigenschaften (Drift, Diffusion) von Ladungsträgern im Halbleiter Funktionsweise von Halbleiterbauelementen (Dioden, Feldeffekttransistoren) Überblick über die wichtigsten Prozessschritte zur Herstellung von Halbleiterbauelementen
- Recommended literature:
- Vorlesungsskript, am LEB erhältlich
R. Müller: Grundlagen der Halbleiter-Elektronik, Band 1 der Reihe Halbleiter-Elektronik, Springer-Verlag, Berlin, 2002 D.A. Neamen: Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles, McGraw-Hill (Richard D. Irwin Inc.), 2002 D. Widmann, H. Mader, H. Friedrich: Technology of Integrated Circuits, Springer Verlag, 2000
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Nanoelectronics [NANOEL] -
- Lecturer:
- Michael Jank
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5
- Dates:
- Tue, 12:15 - 12:45, room tbd
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).
- Fields of study:
- PF NT-MA 2
WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Organisatorisches:
Die Veranstaltung findet im digitalen Format über die StudOn-Plattform statt. Studierende der Nanoelektronik (Master) sind automatsch freigeschaltet (Pflichtfach). Für Studierende anderer Studiengänge erfolgt die Zulassung gerne nach Anfrage.
- Contents:
- Der Kurs vermittelt die technologischen Grundlagen heutiger höchstintegrierter Schaltungen und greift Aspekte und Lösungsvorschläge für zukünftige KI-Systeme und Quantencomputer auf. Ein Schwerpunkt liegt in der Darstellung der nanotechnologischen Ansätze.
Inhaltsverzeichnis
Einführung Nanoelektronik Wiederholung MOS-Feldeffekttransistoren MOS-basierte Speicherbauelemente Alternative Gatedielektrika und Halbleiter Kurzkanaleffekte in MOS-Bauelementen Mehrfachgate-Architekturen Integration von Nanowires Graphen und 2D-Materialien Alternative Speicherbauelemente Neuromorphe Systeme Quantenbauelemente und -computing Grenzen der Skalierung
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Laboratory on Semiconductor and Device Metrology [Prak HLMT] -
- Lecturers:
- Julius Marhenke, Michael Niebauer
- Details:
- Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Dates:
- Ggf. findet das Praktikum - in Abstimmung mit den Studierenden in der Vorbesprechung - als Blockpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit statt. Anmeldung über StudOn.
- Fields of study:
- WPF EEI-BA-MIK 5-6
WPF EEI-MA-MIK 1-4
WPF ME-MA-P-EEI 2-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Voraussetzung: Vorlesungen Technologie integrierter Schaltungen und/oder Halbleiter- und Bauelementemesstechnik
- Contents:
- 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.
- Recommended literature:
- Dieter K. Schroder: Semiconductor Material and Devices Characterization, Wiley-IEEE, 2006
W.R. Runyan, T.J. Shaffner: Semiconductor Measurements and Instrumentations, McGraw-Hill, 1998 A.C. Diebold: Handbook of Silicon Semiconductor Metrology, CRC, 2001
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Laboratory on Mechatronic Systems [MechSysPrak] -
- Lecturer:
- Tobias Dirnecker
- Details:
- Praktikum, 6 cred.h, certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium, Hinweis: die Veranstaltung wird in diesem Semester zunächst digital beginnen. Spätere Präsenztermine sind ggf. möglich. Weitere Informationen im StudOn-Bereich zum Praktikum.
- Dates:
- Preliminary meeting: Wednesday, 14.4.2021, 14:00 - 16:00 Uhr, Zoom-Meeting
- Fields of study:
- PF ME-BA 4
- Prerequisites / Organisational information:
- Die Anmeldung zum Kurs erfolgt über StudON. Anmeldung ist nötig!
Bitte melden Sie sich ab dem 15.03.2021 zum Kurs an. Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Bereich zum Praktikum Mechatronische Systeme.
Link zur StudOn-Seite: https://www.studon.fau.de/cat5446.html
- Keywords:
- Mechatronik, Praktikum Mechatronische Systeme
| | | | single appointment on 14.4.2021 | 14:00 - 16:00 | Zoom-Meeting | |
Dirnecker, T.
und andere | |
| Einführungsveranstaltung wird über Webmeeting oder Videokonferenz stattfinden (weitere Informationen im StudOn-Bereich zum Praktikum. |
| | | single appointment on 7.7.2021 | 9:00 - 12:00 | n.V. | |
Dirnecker, T.
und andere | |
| | | Wed | 14:15 - 17:45 | n.V. | |
Dirnecker, T.
Martens, Ch. | |
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Laboratory on Microelectronics [PrakMikro] -
- Lecturers:
- Tobias Stolzke, Tobias Dirnecker
- Details:
- Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Fields of study:
- WPF EEI-BA-MIK 5-6
- Prerequisites / Organisational information:
- Nur für Studenten im Bachelorstudium EEI mit Studienrichtung Mikroelektronik belegbar.
- Contents:
- 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
| | | | tbd. | | | |
Deeg, F. | |
| | | tbd. | | | |
Frickel, J. | |
| P1 LIKE-Praktikumsraum |
| | | tbd. | | | |
Beck, Ch. | |
| | | tbd. | | | |
Stolzke, T. | |
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Laboratory on Silicon Semiconductor Processing [Prak TeSi] -
- Lecturer:
- Tobias Dirnecker
- Details:
- Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Entfällt im Sommersemester 2021
- Fields of study:
- 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-P-EEI 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Voraussetzung: Modul Technologie Integrierter Schaltungen und/oder Prozessintegration und Bauelementearchitekturen
- Contents:
- 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.).
- Recommended literature:
- 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
| | | | Wed | 8:15 - 11:45 | 0.111 | |
Dirnecker, T.
Marhenke, J.
Martens, Ch.
Niebauer, M. | |
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Process and Device Simulation [SimP&B-V] -
- Lecturer:
- Jürgen Lorenz
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Online-Vorlesung, Zugangsdaten nach Anmeldung bei juergen.lorenz@iisb.fraunhofer.de. Zur Lehrveranstaltung werden freiwillige Übungen angeboten, ebenfalls online.
- Dates:
- Thu, 16:00 - 17:30, room tbd
Terminänderung ggf. in Absprache möglich
- Fields of study:
- WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA-MIK ab 1
WF EEI-MA ab 1
- Contents:
- In der Halbleitertechnologie wird eine Vielzahl von Prozessschritten zur Herstellung der Bauelemente verwendet. Aufgabe der Prozesssimulation ist die Voraussage vor allem der Geometrien und Dotierungsverteilungen dieser Bauelemente, woraus dann mithilfe der Bauelementesimulation die elektrischen Eigenschaften abgeleitet werden können. Insgesamt dient die Simulation dem besseren Verständnis der Prozesse und Bauelemente sowie der Reduktion der Entwicklungszeiten und –kosten.
In dieser zweistündigen Vorlesung werden die zur Beschreibung der einzelnen Prozessschritte verwendeten physikalischen Modelle dargestellt, wobei sowohl auf die historische Entwicklung als auch auf den aktuellsten Stand der Forschung eingegangen wird. Zur Auswertung dieser Modelle in ein- und mehrdimensionalen Simulationsprogrammen benötigte Algorithmen werden zusammengefasst. Anhand von Anwendungsbeispielen werden spezielle technologische Effekte und ihre simulationsmäßige Beschreibung diskutiert. Desweiteren werden die Grundlagen der Bauelementesimulation dargestellt. Die Vorlesung schließt mit einer Bestandsaufnahme der in der Industrie verbreitetsten Prozesssimulationsprogramme sowie einem Ausblick auf die weitere Entwicklung des Gebiets sowie seiner Anwendungen.
- Keywords:
- Halbleitertechnologie Bauelemente Simulation
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Process Integration and Device Architecture [PiBa-V] -
- Lecturer:
- Tobias Erlbacher
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium, Veranstaltung wird zunächst ohne Präsenztermine im digitalen Format angeboten (StudOn)
- Dates:
- Fri, 8:15 - 9:45, Hans-Georg-Waeber-Saal
- Fields of study:
- WPF ME-BA-MG4 5-6
PF EEI-BA-MIK 5-6
PF EEI-MA-MIK 1-4
WF EEI-BA ab 5
WF EEI-MA ab 1
WPF ME-MA-MG4 1-3
WPF NT-MA ab 1
WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- 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.
In einer Einleitung werden kurz die Methoden der Herstellung (vgl. Technologie integrierter Schaltungen) vorgestellt. Die für Mikroprozessoren und Logikschaltungen wichtige CMOS-Technik wird im Anschluss daran ausführlich behandelt, gefolgt von der Bipolartechnik und der BiCMOS-Technik, bei der sowohl CMOS, als auch
Bipolarschaltungen auf einem Chip integriert werden. 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. Ein kurzes Kapitel befasst sich mit dem Aufbau von Leistungsbaulelementen. 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.
- Keywords:
- Halbleitertechnologie
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