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360.246 Simulierung der Fertigung von Halbleiterbauelementen
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, VU, 3.0h, 4.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 4.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage zu beurteilen, welche Prozesse notwendig sind, um fortgeschrittene komplementäre Metalloxid-Halbleiter-(CMOS)-Bauelemente herzustellen. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, mit Softwaretools zu arbeiten, die für die Simulation dieser Prozesse zur Verfügung stehen. Die Studierenden sind auch in der Lage, in einer TCAD (Technology Computer Aided Design)-Umgebung der Prozesstechnik zu arbeiten und einfache Modelle mit entsprechenden Methoden (z.B. Level-Sets, Ray Tracing, etc.) in C++ zu programmieren. Letztendlich sind die Studierenden in der Lage, die Kernprobleme der Prozesssimulation zu identifizieren, entsprechende Methoden zur Lösung dieser anzuwenden und mit Hilfe des Übungsteils diese Lösungen in einer Simulationsumgebung anzuwenden. Sie werden in der Lage sein, den Unterschied zwischen expliziten und impliziten geometrischen Darstellungen und dessen Vor- und Nachteile zu erkennen.

Nach positiver Absolvierung der Übungen sind Studierende in der Lage zu verstehen, wie Prozesssimulationen durchgeführt werden. Sie sind auch in der Lage, bestehende TCAD-Tools zu nutzen, aber auch einige Aspekte der Prozess-TCAD-Tools selbst zu entwickeln. Es ist vorgesehen, dass die Studierenden, die in diesem Kurs erfolgreich sind, ihr Wissen anschließend in einem Halbleiterunternehmen anwenden können, das eine vorgeschriebene Simulationssoftware verwendet, oder selbst eine Simulationssoftware entwickelt.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die Lehrveranstaltung gibt einen Überblick über die Prozessschritte, die für die Herstellung von fortschrittlichen Halbleiterbauelementen verwendet werden, und über die Verfahren zu ihrer physikalischen Modellierung. Die Studierenden entwickeln ein grundlegendes Verständnis dafür, wie fortschrittliche Transistoren hergestellt werden, sowie für die Methoden und Modelle, die in der Industrie zur Simulation der erforderlichen Verarbeitungsschritte eingesetzt werden. Die Lehrveranstaltung befasst sich mit einer aktuellen Technologie, wie z.B. der Herstellung des 14nm Intel finFET Elements. Die praktische Übungskomponente ermöglicht es den Studenten zu verstehen, wie Prozess-Simulations-Tools entwickelt und programmiert werden, sowie wie man kommerzielle Tools zum Design moderner Transistorstrukturen einsetzt. Die Simulations-Tools und -Übungen befassen sich in erster Linie mit der Feature-Scale Modellierung, während die Reaktor-Scale Modellierung während der Lehrveranstaltung nur theoretisch behandelt wird.

Zu den geometrischen Darstellungen, die beschrieben werden, gehören:

  •     Explizite Definition durch Dreiecks- und Tetraeder-Netze
  •     Implizite Definition über Level-Sets
  •     Hybride Definition mit zellbasierten Methoden


Zu den beschriebenen und angewandten Rechenmethoden gehören:

  •     Monte-Carlo-Verfahren zur Lösung von Differentialgleichungen
  •     Strahlverfolgung für den Partikeltransport im Merkmalsbereich

Methoden

Die Unterrichtsmethoden, die im Kurs verwendet werden, umfassen eine Kombination von vier Lernstilen: visuell, verbal, logisch und eigenständig. Die visuellen Methoden umfassen die Darstellung von Simulationsergebnissen und sich ändernden Geometrien unter verschiedenen Prozessen, während das Verbale vor Allem während des Unterrichts in den Vorlesungen verwendet wird. Logisches und eigenständiges Lernen wird während der Übungen angewendet, bei denen die Studenten ein Problem kritisch analysieren und selbstständig eine Lösung erarbeiten müssen.

Prüfungsmodus

Mündlich

Vortragende

Institut

Leistungsnachweis

Es werden drei abgestufte Übungen angeboten, die mit jeweils 20% der Gesamtnote des Kurses bewertet werden.
Eine mündliche Abschlussprüfung wird mit 40% der Gesamtnote bewertet.
Die Studierenden müssen mindestens 2 praktische Übungen positiv abschließen und die Abschlussprüfung bestehen (>50%).

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
066 646 Computational Science and Engineering

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Grundkenntnisse im Programmieren in C / C++ sind erforderlich.

Einige Kenntnisse über Halbleiterbauelemente sind erwünscht, aber nicht zwingend erforderlich. Obwohl dies keine Voraussetzung ist, ist die Lehrveranstaltung: Eine Einführung in die Halbleiterphysik und -bauelemente oder vergleichbares würde den Studierenden helfen, diese Lehrveranstaltung in einen breiteren Kontext der Halbleiterindustrie zu stellen.

Sprache

Englisch