Herstellung und Charakterisierung nanoelektronischer Bauelemente und Schaltungen

 

In den vergangenen Jahren ist das Design sowie die Herstellung moderner, hochintegrierter Schaltungen äußerst komplex geworden, was zu einer sehr hohen Spezialisierung der beteiligten Forscher, Ingenieure und Techniker führt. Zum Beispiel erfordert die Beherrschung der Bauelementherstellung enorme und detaillierte Kenntnisse der zugrunde liegenden physikalischen und chemischen Prozesse. Infolgedessen scheint es, dass sich eine Kommunikationslücke zwischen Schaltungsdesignern und Geräteingenieuren entwickelt, die manchmal zu einem nachteiligen Missverständnis führt.

Das Ziel dieses Kurses ist es, die Lücke zwischen Schaltungsdesign und Bauelementherstellung zu überbrücken. Zu diesem Zweck werden die Studierenden ihren eigenen Chip mit CMOS-technologischen Anlagen herstellen und sie in einer Schaltungsumgebung charakterisieren. Die Fertigung wird von jedem Studierenden im Zentrallaborator für Mikro- und Nanotechnologie an der RWTH Aachen durchgeführt. Dazu gehören optische Lithografie, nass-chemische Ätzverfahren und reaktives Ionenätzen, Ionenimplantation, thermische Oxidation sowie physikalische und chemische Dampfphasen von dünnen Filmen. Teile der Transistoren sowie der Schaltungen werden von den Studierenden entworfen und damit direkt die Transistor- und Schaltungsentwurfsparameter mit dem Fertigungsprozess und mit der resultierenden Leistungsfähigkeit der CMOS-Schaltungen verknüpft.

  Abbildung aus dem Reinraum mit Schema eines Transistors Urheberrecht: IHT RWTH  

Statt einer schriftlichen Prüfung müssen die Studierenden ein wissenschaftliches Papier mit dem theoretischen Hintergrund, dem Herstellungsprozess, der Charakterisierung sowie der Interpretation der Messdaten schreiben. Rückmeldung dazu wird den Studierenden durch den Dozenten gegeben. Das endgültige Papier wird für die Benotung des Kurses verwendet.

Der Kurs findet jede zweite Woche für die Dauer von 4,5 Stunden statt. Voraussetzung für die Teilnahme ist ein fundiertes Wissen über Halbleiterfertigungstechnologien, wie zum Beispiel der Kurs Festkörpertechnologie vermittelt. Aufgrund der Platzbeschränkungen in unserem Reinraum ist dieser Kurs auf etwa 15 Studierende begrenzt.

Vorlesungstermine und weitere Informationen im Campus Office.