Grundlagen der Chemie, Halbleiter technologie und Halbleiter fertigung.
Halbleitertechnologie von A bis Z
Wie ein Chip entsteht —
Schicht für Schicht.
Von der Physik des Halbleiters über Fertigung und Chip-Design bis zu Photonik, MEMS und Advanced Packaging – fundiertes Wissen für den gesamten Weg vom Wafer zum fertigen Bauelement.
Strukturgröße im Wandel10 µm → 2 nm
Eigenschaften von Silicium, Dotierverfahren, Waferherstellung.
Herstellung, Anwendungsbeispiele und Messung von Oxidschichten.
Plasmaerzeugung, Übersicht chemischer und physikalischer Abscheideverfahren.
Übersicht über die Prozessabläufe in der Fototechnik und Maskentechnologie.
Nasschemische Ätzung, Scheibenreinigung und Reinraumtechnik.
Grundlagen und wichtige Größen beim Trockenätzen und Trockenätzverfahren.
Einbringen von Dotierstoffen in Silicium: Diffusion und Ionenimplantation.
Kontaktierung der Bauteile, Aluminium- und Kupfertechnologie.
Schichtdickenmessung und Partikelmessung
Elektrischer Test der Dies auf dem Wafer, Yield-Mapping und finaler Test.
Vom Wafer zum fertigen Bauteil: Dicing, Die Attach, Bonding und Verkapselung.
Advanced Packaging und 3D-Integration: von der Through-Silicon Via bis zum Chiplet-System
ESD-Schutzstrukturen, Alterungsmechanismen wie Elektromigration, TDDB und NBTI/PBTI sowie Burn-in- und HTOL-Tests zur Absicherung der Bauteilzuverlässigkeit.
Aufbau und Herstellung von MOSFET, Bipolartransistor, FinFET und DRAM.
- Zener- und Avalanche-Diode
- Die Schottky-Diode
- Die Tunneldiode
- Thyristor und Triac
- FET-Familien im Überblick
- Aufbau eines n-Kanal-FET
- Aufbau eines FinFET
- Der Sperrschicht-FET (JFET)
- Der Metall-Halbleiter-FET (MESFET)
- Aufbau eines npn-Transistors
- Kennlinien und Transistorgleichungen
- Si-Leistungsbauelemente (Power-MOSFET, IGBT)
- CMOS vs. Bipolar
- Bulk vs. SOI
Aufbau digitaler Schaltungen und Speichertechnologien – vom Transistor als Schalter über Logikgatter, SRAM- und DRAM-Zelle bis zu Flash, MRAM und ReRAM, inklusive Design Rules, Layout versus Schematic und Prozessorarchitektur.
- Vom Transistor zum Gatter
- Der CMOS-Fertigungsablauf
- Arithmetik-Schaltungen: Addierer und Multiplizierer
- Sequentielle Logik: Flip-Flops, Latches und Taktbäume
- Statische Timing-Analyse: Setup- und Hold-Zeit
- Statische und dynamische Leistungsaufnahme, Leckströme
- Die SRAM-Zelle
- Die DRAM-Zelle
- DRAM-Fertigung: der Trench-Kondensator-Prozess
- Die Flash-Speicherzelle
- Schaltungslayouts
- Design Rules
- Layout versus Schematic (LVS)
- Aufbau eines Prozessors
- Steuerwerk und Befehlsausführung
- CPU vs. GPU
- FPGA vs. ASIC: Syntheseablauf und HDL
- Warum neue Speichertechnologien?
- MRAM – Magnetoresistive RAM
- ReRAM – Resistive RAM
- PCM – Phase-Change Memory
- Vergleich & Einordnung
Analog- und Mixed-Signal-Design: Operationsverstaerker, ADC/DAC-Architekturen, PLL und weitere analoge Grundschaltungen fuer Sensorik und Kommunikationstechnik.
LEDs, Laserdioden und Photodioden – Aufbau, Materialsysteme und Anwendungen optoelektronischer Bauelemente
Aufbau, Fertigung und Anwendung mikroelektromechanischer Systeme (MEMS).
Materialsystem, Epitaxie und leistungselektronische Bauelemente aus SiC und GaN im Vergleich zu Silizium.
Kompakte Antworten auf häufig gestellte Fragen zur Chipherstellung – mit Verlinkung zu den ausführlichen Kapiteln.