Silizium-Planartechnologie

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H.G. Wagemann, TU Berlin Dr. Tim Schönauer, Infineon Technologies AG

1. Technologische Grundprozesse.- 1.1 Die Planartechnologie des Silizium.- 1.2 Mikrolithographie.- 1.3 Thermische Oxidation des Silizium.- 1.4 Diffusion.- 1.5 Reinigung der Siliziumoberfläche.- 1.6 Ätzverfahren der Siliziumbauelemente.- 1.7 Durchführung von Dotierstoff-Diffusionen.- 1.8 Simulation der Prozesstechnologie.- 1.9 Ionenimplantation von Dotierstoffen.- 1.10 Herstellung von Epitaxie-Schichten.- 1.11 Metallisierung.- 1.12 Aluminium-Metallisierung.- 1.13 Polysilizium-Leiterbahnen.- 1.14 Silicon-Gate-Technik.- 1.15 Refraktärmetall-Beschichtungen.- 1.16 CMOS-Prozesstechnologie.- 2. Grundlagen der Halbleiterphysik für Siliziumbauelemente.- 2.1 Die Grundgleichungen.- 2.2 Die Ladungsträgerdichten im thermischen Gleichgewicht.- 2.3 Die Eigenleitungsdichte und ihre Abhängigkeit von der Temperatur.- 2.4 Koeffizienten der Driftstromanteile.- 2.5 Koeffizienten der Diffusionsstromanteile.- 2.6 Quasi-Fermi-Energien.- 2.7 Drift- und Diffusionsstrom für den Fall des Nicht-Gleichgewichts der Ladungsträger.- 2.8 Die Überschuss-Rekombinationsrate in den Kontinuitätsgleichungen.- 2.9 Die Poisson-Gleichung.- 2.10 Halbleiterrechnungen bei Niedrig- und Hochinjektion.- 3. Integrierte Widerstände und Kondensatoren.- 3.1 Integrierte Widerstände.- 3.2 Integrierte Kondensatoren.- 4. Der pn-Übergang.- 4.1 Planare Silizium-Dioden und ihre Kennlinien.- 4.2 Shockley-Modell der Diodenkennlinie.- 4.3 Erweitertes Modell der Diodenkennlinie durch Berücksichtigung der RLZ-Rekombination.- 5. Der Metall-Halbleiter-Kontakt.- 5.1 Einführung.- 5.2 Das ideale Energiebändermodell des Metall-Halbleiter-Kontaktes.- 5.3 Das reale Energiebändermodell des Metall-Halbleiter-Kontaktes.- 5.4 Strom-Spannungskennlinie von Schottky-Dioden.- 5.5 Der Kontaktwiderstand.- 5.6 Vorfaktor 1/4 dermittleren Geschwindigkeit für den Halbraum.- 6. Die Halbleiteroberfläche anhand des MOS-Varaktors.- 6.1 Vorbetrachtung zum idealisierten MOS-Varaktor.- 6.2 Die Raumladungsschicht an der Halbleiteroberfläche.- 6.3 Diskussion der Oberflächen-Raumladung.- 6.4 Der Potential- und Energiebänderverlauf eines MOS-Varaktors.- 6.5 Der Kapazitätsverlauf eines idealen MOS-Varaktors.- 6.6 Die reale Halbleiteroberfläche, Messgrößen und Messmethoden.- 6.7 Abschlussbemerkungen zur Halbleiteroberfläche und zum MOS-Varaktor.- 7. Der reale MOS-Transistor.- 7.1 MOSFET-Kennlinien.- 7.2 Die Schwellenspannung.- 7.3 Subthreshold-Betrieb von MOSFETs.- 7.4 Kennlinien von miniaturisierten MOSFETs.- 7.5 Kapazitäten und Ersatzschaltbild des MOSFETs.- 7.6 SPICE-Parameter / Level 1.- 7.7 Gleichspannungsübertragungseigenschaften des CMOS-Inverters.- 7.8 Schaltverhalten des CMOS-Inverters.- 8. Herstellungsprozess von Halbleiterbauelementen.