Professur Elektronische Bauelemente der Mikro- und Nanotechnik






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Lehrveranstaltung Physikalischer und elektrischer Entwurf



Vorlesungskomplexe

    Teil 1: Physikalischer Entwurf

  1. Entwicklungsprozess und Abstraktionsebenen
  2. Ausgewählte Technologien und Topologie
    • Schichttechnologien
    • Bipolartechnologien
    • MOS- und CMOS-Technologie
    • BiCMOS-Technologie
  3. Konstruktionsrichtlinien und Entwurfsregeln
    • Begründung und Einflussfaktoren
    • Ableitung der Entwurfsregeln
    • Anwendung der Entwurfsregeln
    • Rechnerunterstützung und Datenträgererzeugung
    • Entwurfsregelkontrolle und Extraktion
    • Sonderregeln
  4. Layoutgestaltung
    • Chipgestaltung (Groblayout, Feinlayout, Platzierung, Trassierung)
    • Randgestaltung (und Gehäusefragen)
    • Test-, Masken- und Sonderstrukturen
    • Maßnahmen zur Ausbeute- und Qualitätssicherung
  5. Skalierung
    • Notwendigkeit der Strukturverkleinerung
    • Auswirkungen der Skalierung auf elektrische Parameter und Zuverlässigkeit
  6. Entwurfsmethoden und ASICs
    • Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
    • Flächenoptimierter Entwurf
    • Symbolische Verfahren und Kompaktierung
    • Standardisierte Entwurfsmethoden (Standardzellen, Array-Entwurf, Zellorienterter Entwurf, Sea of Gate)
    • Automatisierte Entwurfsmethoden
    • Layoutsythese und Datenformate

    Teil 2: Elektrischer Entwurf

  7. Zielstellung und Anforderungen
    • Vorhersage- und Bestätigungssimulation
  8. Bauelementemodelle
    • Elektrische Beschreibung des Bauelementeverhaltens
    • Modellparametersätze und Klassifikation
    • Parameterextraktion (Diode, BJT, MOST, SFET, MESFET)
    • Makromodelle
  9. Schaltungsentwurf und Netzwerkanalyse
    • Zielstellung und Schaltungsbeschreibung
    • Grundlagen der statischen und dynamischen Analyse, Algorithmen
    • Konvergenzprobleme
    • Programmaufbau und Programmablauf (Programmbeschreibung: SPICE, ELDO)
  10. Logikentwurf und Logiksimulation
    • Zielstellung und Grundelemente
    • Zeit- und Signalwertmodelle
    • Syntax und Programmbeschreibung
    • Erkennen und Beseitigung von Hazards
  11. Prüffreundlicher Entwurf und Testung
    • Fehlerursachen und Fehlermodelle
    • Erarbeiten von Prüfbitfolgen (Testpattern)
    • Testhilfen und Testmethoden
    • Speichertestmethoden

Praktikum

    Komplexpraktikum
    • Dimensionierung und elektrische Simulation einer digitalen Schaltung
    • Feinlayoutentwurf nach gegebenen Entwurfsregeln
    • Netzwerkextraktion und -vergleich (LVS)
    • ggf. Extraktion der parasitären Kapazitäten (PEX)