Nanoelektronik2.5 ECTS

Lehrveranstaltungen:

• • Nanoelektronik
    (Vorlesung, 2 SWS, Lothar Frey et al., Mo, 14:15 - 15:45, Hans-Georg-Waeber-Saal; am 16.04. im Seminarsaal II (neben Hans-Georg-Waeber-Saal))

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

• erwerben Sachkenntnisse über den Aufbau, die Funktionsweise und die Herstellungsmethoden nanoelektronischer Bauelemente

• erkennen die prinzipiellen Probleme, die sich für Bauelemente im Nanometerbereich ergeben und können unterschiedliche Lösungsansätze für zukünftige Bauelemente erarbeiten.
  

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:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule | Nanoelektronik)
2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
3. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Studienrichtungen | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Mikroelektronik | Nanoelektronik)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Mikroelektronik | Vertiefungsmodule Mikroelektronik | Nanoelektronik)
5. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
6. Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Wahlpflichtmodule (für alle Studierende des Bachelorstudiums, die vor 01. Oktober 2012 Wahlpflichtmodule begonnen haben) | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
7. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Wahlpflichtmodule | Katalog | Nanoelektronik)
8. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Vertiefungsrichtungen | Elektronische Bauelemente und deren Zuverlässigkeit | Nanoelektronik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Nanoelektronik_

, Dauer (in Minuten): 90 (s), 30 (m), benotet

Erstablegung: SS 2013, 1. Wdh.: WS 2013/2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Lothar Frey

Termin: 29.07.2013
Termin: 17.02.2014
Termin: 21.07.2014