Die Lehrveranstaltungen "Nanoelektronik" (NAE) der Bachelor-Studiengänge, sowie "Festkörperelektronik" (FEL) und "Bauelementesimulation" (SIM1) des EIT-Masterstudiengangs sind eng mit den Themen der Arbeitsgruppe verknüpft. Neben den Grundlagen der Halbleiterphysik sind insbesondere die Simulation mikroelektronischer Bauelemente mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode Schwerpunkt der praktischen Arbeit.
Nanoelektronik (NAE)
- Besondere Eigenschaften von Nanostrukturen
- Grenzen der Optik
- Lithografieverfahren und Nano-Imprint
- Confinement
- SXM-Techniken
- Grundlagen der Halbleiterphysik: Leitfähigkeit, Dotierung, Bändermo-dell, pn-Übergang, Quanteneffekte, Nanodrähe, organische el. Leiter
- Grundlagen der Finite-Elemente-Simulation
- Ladungstransport in Halbleitern: Beweglichkeit, Drift-Diffusionsstrom, hydrodynamischer Transport, Streuung von Ladungsträgern, ballistischer Transport.
- Messungen an Nanostrukturen
- Struktur und Eigenschaften von Nanostruktur-Bauelementen: Bulk-MOSFET, Double-Gate-FET, FinFET, C-Nanotube,
- Prozesstechnologie der Nanoelektronik (bottom up/top down)
Festkörperelektronik (FEL)
- Grundlagen der Halbleiterphysik: Metalle, Isolatoren, Halbleiter, Wellenfunktion, Bändermodell, Dotierung, Boltzmann/Fermi-Statistik, Generation, Rekombination, direkte/indirekte HL, SiC, Heterostrukturen
- Ladungstransport in Halbleitern: Poisson- und Kontinuitätsgleichung, Drift/Diffusion, Tunnelstrom
- Bipolare Bauelemente: PN-Übergang, Schottky-Barriere (I/V-Kennlinie, Durchbruch, therm. Verhalten), Bipolartransistor (stat. und dyn. Verhalten, Hetero-Junction-BJT), Thyristor
- Feldeffekttransistor: MOS-Kapazität, stat. und dyn. Verhalten MOSFET, Skalierung und Kurzkanaleffekte, JFET, MESFET, DMOS, IGBT
- Optische Bauelemente: Photoempfänger, Solarzelle, LED, Halbleiterlaser
- Aufbau und Funktion integrierter Bauelemente, Technologie: CVD, Oxidation, Lithographie, Implantation, Ätzen, Metallisierung, Prozessintegration, SBC, CMOS, SOI
- Organische Elektronik: organische HL, Ladungstransport, Technologie, OFET
- Advanced Nano-Devices: Potenzialtopf, Tunnelprozess, Quanteneffekte, Carrier Confinement, strained silicon, ballistischer Transport, Multiple- Gate-FET, Quantum well devices, RTD, Tunnel-FET, HEMT
Bauelementesimulation (BSI)
- Hierarchieebenen im Systementwurf (Systemebene, VHDL, Gatterebene, analoge Netzwerksimulation, SPICE, FEM)
- Kompaktmodelle integrierter Bauelemente (Anforderungen, MOSFET, BJT, Skalierung, Grenzen der Genauigkeit).
- Grundlagen der Finite-Elemente-Simulation
- Physikalische Grundgleichungen der Halbleiterelektronik und Technologie (Poisson-Glg., Transportgleichung, Diffusion/Implantation von Dotierstoffen, Ätzprozesse…)
- Prozess- und Device-Simulation mit FEM (physikalische Modelle, numerische Parameter, Mesh, Grenzflächen, …)
- Ausblick: Modellbildung in der Nanoelektronik (Quanteneffekte, Carrier Confinement, Ballistischer Transport, Schrödinger-Solver)
- Praktikum: FEM-Prozess und Device-Simulation (TCAD Sentaurus) eines Bauelements. Auswertung und Dokumentation im Bericht und/oder Vortrag am Ende des Semesters.