Halbleitertechnologie von A bis Z

Grundlagen

• Der Atombau
• Das Periodensystem der Elemente
• Chemische Bindungen
• Leiter – Nichtleiter – Halbleiter
• Dotieren: n- und p-Halbleiter
• Der p-n-Übergang
• Transistoren und Speicher

Waferherstellung

• Silicium
• Herstellung von Rohsilicium
• Herstellung des Einkristalls
• Der Wafer

Oxidation

• Industrielle Verwendung
• Erzeugung von Oxidschichten
• Bauelementisolation

Abscheidung

• Plasma, der 4. Aggregatzustand
• CVD-Verfahren
• PVD-Verfahren

Lithografie

• Belichten und Belacken
• Belichtungsverfahren
• Der Fotolack
• Entwickeln und Kontrolle
• Maskentechnik
• Optical Proximity Correction (OPC)
• DUV vs. EUV
• EUV-Anlagentechnik

Nasschemie

• Ätztechnik allgemein
• Nassätzen
• Scheibenreinigung

Trockenätzen

• Übersicht
• Trockenätzverfahren
• Anlagentechnik (Reaktortypen)
• Ätzen von Verbindungshalbleitern und High-k-Materialien

Dotiertechniken

• Diffusion
• Ionenimplantation

Metallisierung

• Anforderungen an die Metallisierung
• Aluminiumtechnologie
• Kupfertechnologie
• Der Metall-Halbleiter-Kontakt
• Chemisch-Mechanisches Polieren (CMP)
• Mehrlagenverdrahtung

Messtechnik

• Schichtdickenmessung
• Partikelmessung
• CD-Messung
• Overlay-Messung

Wafertest

• Der Wafertest
• Finaler Test und Binning

Montage

• Dicing
• Die Attach
• Bonding
• Verkapselung

Advanced Packaging / 3D-Integration

• Grenzen der klassischen Integration
• Through-Silicon Via (TSV)
• 2.5D-Integration: Der Interposer
• 3D-Stacking
• Chiplets & heterogene Integration
• Anwendungsfelder & Ausblick

Zuverlässigkeit

• ESD-Schutzstrukturen
• Elektromigration, TDDB und NBTI/PBTI
• Burn-in und HTOL-Tests

Bauelemente

• 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

Digitaltechnik

• 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-/Mixed-Signal-Design

• Operationsverstärker
• ADC-Architekturen
• DAC-Architekturen
• Bandgap-Referenzen
• Komparatoren
• PLL – Phase-Locked Loop
• Spannungsregler: LDO und Schaltregler
• Rauschen in Halbleiterbauelementen

Optoelektronik & Photonik

• Grundlagen der Optoelektronik
• Leuchtdioden (LED)
• Laserdioden
• Photodioden & Photodetektoren
• Integration & Anwendungen
• Herstellung optoelektronischer Bauelemente
• Solarzellen

Mikromechanik

• Einführung MEMS
• Anisotropes Ätzen von Silicium
• Opferschichttechnik
• Bulk- vs. Surface-Micromachining
• Der MEMS-Beschleunigungssensor
• Das Mikrofon und der Drucksensor
• DRIE: Deep Reactive Ion Etching

Verbindungshalbleiter

• Grundlagen & Materialsystem
• Kristallwachstum & Substrate
• SiC-Leistungsbauelemente
• GaN-Leistungsbauelemente
• Anwendungsfelder & Systemvergleich
• HEMT und HBT für RF-Anwendungen
• InP-basierte Photonik-Bauelemente

Wie funktioniert...?

• Fertigungsprozesse
• Bauelemente & Digitaltechnik
• Optoelektronik
• Packaging & Sonstiges