Grundlagen der CMOS-Technologie

Es ist in den letzten Jahren zu beobachten, dass immer weniger Bücher zu den The men Halbleiterphysik, Halbleiterbauelemente und Fertigung integrierter Schaltungen im deutschsprachigen Raum erscheinen. Dabei ist gerade in Deutschland ein überproportiona les Wachstum der Halbleiter-Industrie (s. z.B. Dortmund, Dresden und Frankfurt 0.) und damit ein zunehmender Fachkräftemangel zu bemerken. Englisch ist in diesem Bereich die Umgangssprache, aber englische bzw. US-amerikanische Bücher sind meist nur schwer zu beschaffen oder entsprechend teuer. Darüberhinaus haben deutsche Studierende mit den fachlichen Herausforderungen genug zu tun und haben leider z.T. erhebliche Schwierigkeiten mit englischsprachiger Fachliteratur. Dieses Lehrbuch richtet sich an Studierende an Universitäten und Fachhochschulen im Haupt- oder Vertiefungsstudium, die einen Einstieg in die Technologie der integrierten CMOS-Schaltungen suchen oder entsprechendes Hintergrundwissen benötigen. Dabei soll eine Lücke zwischen Büchern zur Halbleiterphysik bzw. zu Halbleiterbauelementen einer seits und solchen zur Fertigung integrierter Schaltungen andererseits geschlossen werden. Der Stoff wird an Hand von zahlreichen Abbildungen illustriert und wann immer möglich mit ausführlichen durchgerechneten Beispielen erläutert. Aber auch Prozessingenieure aus der Halbleiterfertigung oder Schaltungsentwickler finden hier Zusammenhänge mit und aus dem jeweils anderen Bereich, so dass das Verständnis und die Zusammenarbeit für- und miteinander verbessert werden kann: Jahrelange Erfahrung aus der industriellen Praxis zeigt, dass Entwicklung und Fertigung meist sehr isoliert vonein ander betrachtet werden. Die Entwurfsunterlagen (Designregeln und Simulationsparameter; s. Kapitel 10) bilden häufigdie einzige Schnittstelle zwischen den beiden Bereichen und das ist zu wenig, um in komplexen Schaltungen alle kritischen Randbedingungen zu erfassen.

Dieses Buch richtet sich an Studierende der Elektrotechnik und Elektronik an Technischen Universitäten und Fachhochschulen, aber auch an Prozessingenieure in der Halbleiterfertigung und Schaltungsentwickler. Es bietet einen Einstieg in die Technologie der integrierten CMOS-Schaltungen und liefert das hierfür erforderliche Hintergrundwissen. Mit diesem Buch wird dem überproportionalen Wachstum der Halbleiterindustrie, dem zunehmenden Fachkräftemangel in diesem Bereich und dem Bedarf an deutschsprachiger Literatur auf diesem Gebiet Rechnung getragen. Ziel des Buches ist es, Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen der zugrunde liegenden Halbleiterphysik, den fertigungstechnischen Methoden zur Herstellung integrierter Schaltungen, den elektronischen Eigenschaften digitaler CMOS-Schaltungen und dem Entwurf bzw. der Entwicklung solcher Schaltungen darzustellen.

Autorentext

Prof. Dr.-Ing. Thomas Giebel lehrt Halbleitertechnik und integrierte Schaltungen am Fachbereich Nachrichtentechnik der FH Dortmund.

Klappentext

Das Buch bietet einen Einstieg in die Technologie der integrierten CMOS-Schaltungen und liefert das hierfür erforderliche Hintergrundwissen. Es stellt Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen der zugrunde liegenden Halbleiterphysik, den fertigungstechnischen Methoden zur Herstellung integrierter Schaltungen, den elektronischen Eigenschaften digitaler CMOS-Schaltungen und dem Entwurf bzw. der Entwicklung solcher Schaltungen dar.

Inhalt
1 Einführung in die Halbleiter-Physik.- 2 Inhomogene Halbleiter.- 3 Der MOS-Kondensator.- 4 MOS-Transistor.- 5 CMOS-Technologie.- 6 Der Inverter.- 7 Verstärker, Treiber und Gatter.- 8 Flip-Flops, RAM und ROM.- 9 Ein- und Ausgangsschaltungen.- 10 Entwurfsunterlagen.- 11 Entwurfswerkzeuge.- 12 Entwurfssystematik.- Literatur zur CMOS-Technologie.- Formelzeichen und Abkürzungen.- Physikalische Konstanten.