The language was changed to English.

Course Type (SWS)
Lecture: 2 │ Exercise: 1 │ Lab: 0 │ Seminar: 0
Exam Number: ZKA 41182
Type of Lecture:
Language: German
Cycle: WS
ECTS: 4
Exam Type Oral Exam (30 min.)
assigned Study Courses
assigned People
assigned Modules
Information
Beschreibung:

Die Herstellung integrierter mikroelektronischer Schaltungen ist einer der komplexesten industriellen Verfahren überhaupt. Unter extremen Anforderungen an Genauigkeit eines jeden Schrittes und an die Umgebungsbedingungen der Fertigung werden die Chips hergestellt.

In der Vorlesung zur Halbleiterfertigung, die jeweils im Wintersemester gehalten wird, lernen Sie dieses interessante Gebiet kennen. Vorgestellt werden Technologien der Siliziumtechnik, die über 90% des Chipmarktes abdecken, und aus denen Mikroprozessoren, Speicher und weitere Bausteine entstehen, die Sie z.B. beim Einsatz Ihres Computers nutzen.

Ausgangsmaterial der integrierten Schaltungen ist hochreines, einkristallines Silizium, dessen Gewinnung am Anfang der Vorlesung steht.

Verschiedene Prozessschritte werden anschließend vorgestellt, immer in einer Mischung aus physikalischen Grundlagen und der praktischen Ausführung in einem Halbleiter-Werk, wie es z. B. im Fraunhofer-Institut besteht. Dazu gehören die Oxidation, Diffusion, Dotierung mittels Ionenimplantation, Abscheideverfahren für dünne Schichten, Ätzverfahren, Messtechnik. Hervorheben möchte ich hier die Lithographie, deren unerhörte Präzision den Fortschritt in der Mikroelektronik ermöglicht hat und auch weiterhin gestattet. Mit optischer Belichtung von Maskenvorlagen sind in einer Massenfertigung Strukturgrößen von weniger als 100 nm (Das ist ein tausendstel Haardurchmesser !) möglich.

Die Einzelschritte münden schließlich in einem (CMOS-) Gesamtprozess, der im Detail beschrieben wird.

Ziel der Herstellung ist es, CMOS-Bauelemente zu liefern. Deren Parameter und Regeln zum Entwurf werden in engem Zusammenhang zur Herstellungstechnologie vorgestellt.

Abschließend stehen die Themen Ausbeute und Zuverlässigkeit auf dem Plan. Beide beeinflussen wesentlich den Erfolg der Mikroelektronik. Während die Ausbeute, d. h. die Anzahl lieferbarer Chips im Verhältnis zum Aufwand der Fertigung über den aktuellen, kommerziellen Erfolg einer Fertigung entscheidet, sind die Maßnahmen zur Sicherung der Zuverlässigkeit wichtig, um den Einsatz der Chips für eine Lebensdauer von 10 oder mehr Jahren zu garantieren.

Lernziele:

Die Studierenden sollen die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung hochintegrierter (CMOS-) Schaltungen und den CMOS-Gesamtprozessablauf kennen,
den Zusammenhang zwischen Technologie und Bauelementeparametern oder Designregeln verstehen, ebenso Einflüsse auf die Ausbeute bei der Herstellung und auf die
Zuverlässigkeit der Bauelemente. 

Literatur:

- U. Hilleringmann: Silizium-Halbleitertechnologie, 4. Auflage, Teubner Studienbücher, 2004
- Peter Van Zant: Microchip Fabrication. A Practical Guide to Semiconductor Processing, 4th edition, McGraw-Hill Professional Publishing, 2000

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:

alter Titel: Silizium-Halbleiterfertigung

Description:

Integrated circuit manufacturing technology covers silicon based (CMOS) IC fabrication.
Starting from a definition of requirements to build an MOS device, all necessary processing step used in modern IC manufacturing are described. Silicon material, oxidation, diffusion, ion implantation, lithography, plasma etching, and others are presented, taking actual developments into account. Result is a complete CMOS process flow.
The two links between technology and circuit design, i.e. device parameters and design rules are discussed.
Yield models are covered next. Finally we present models to describe and improve the long term reliability of IC.

Learning Targets:
Literature:

- U. Hilleringmann: Silizium-Halbleitertechnologie, 4. Auflage, Teubner Studienbücher, 2004
- Peter Van Zant: Microchip Fabrication. A Practical Guide to Semiconductor Processing, 4th edition, McGraw-Hill Professional Publishing, 2000

Pre-Qualifications:
Info Link:
Notice:

previous name: Silicon Semiconductor Manufacturing