This book describes the integration, characterization and analysis of cost-efficient thin-film transistors (TFTs), applying zinc oxide as active semiconductors. The authors discuss soluble gate dielectrics, ZnO precursors, and dispersions containing nanostructures of the material, while different transistor configurations are analyzed with respect to their integration, compatibility, and device performance. Additionally, simple circuits (inverters and ring oscillators) and a complementary design employing (in)organic semiconducting materials are presented and discussed. Readers will benefit from concise information on cost-efficient materials and processes, applied in flexible and transparent electronic technology, such as the use of solution-based materials and dispersion containing nanostructures, as well as discussion of the physical fundamentals responsible for the operation of the thin-film transistors and the non-idealities of the device.

Das Lehrbuch behandelt die Grundlagen und die technische Durchführung der Einzelprozesse zur mikroelektronischen Schaltungsintegration in der Silizium-Halbleitertechnologie. Die Integrationstechnik setzt sich aus einer Vielzahl von sich wiederholenden Einzelprozessen zusammen, deren Durchführung und apparative Ausstattung extremen Anforderungen genügen müssen, um die geforderten Strukturgrößen bis zu wenigen Nanometern gleichmäßig und reproduzierbar zu erzeugen. Das Zusammenspiel der Oxidationen, Ätzschritte und Implantationen zur Herstellung von MOS- und Bipolarschaltungen werden - ausgehend vom Rohsilizium bis zur gekapselten integrierten Schaltung - aus Sicht der Prozessführung erläutert. Moderne 3D-Bauformen für Feldeffekttransistoren runden den Inhalt ab. 

This book describes the integration, characterization and analysis of cost-efficient thin-film transistors (TFTs), applying zinc oxide as active semiconductors. The authors discuss soluble gate dielectrics, ZnO precursors, and dispersions containing nanostructures of the material, while different transistor configurations are analyzed with respect to their integration, compatibility, and device performance. Additionally, simple circuits (inverters and ring oscillators) and a complementary design employing (in)organic semiconducting materials are presented and discussed. Readers will benefit from concise information on cost-efficient materials and processes, applied in flexible and transparent electronic technology, such as the use of solution-based materials and dispersion containing nanostructures, as well as discussion of the physical fundamentals responsible for the operation of the thin-film transistors and the non-idealities of the device.

Das vorliegende Studien skript "Silizium-Halbleitertechnologie" ist aus der Vorlesung "Halbleitertechnologie" entstanden, die erstmalig im Wintersemester 1989/90 von Prof. Dr.-Ing. K. Schumacher an der Universitat Dortmund gehalten wurde. Um die rasante Entwicklung der Prozesstechnik berucksichtigen zu koennen, ist der Inhalt der inzwischen auf zwei Semester ausgedehnten Vorlesung um fortschrittliche Integra- tionstechniken erweitert worden. Ziel dieses Buches ist es, den Studenten der Elektrotechnik, Informatik, Physik, aber auch den Schaltungstechnikem und den Ingenieuren in der Prozesstechnik, die Realisierung und den Aufbau integrierter Schal- tungen zu veranschaulichen. Es umfasst die Kristallherstellung, die ver- schiedenen Prozessschritte der Planartechnik und die Montagetechnik fur integrierte Schaltungen. Erganzend dazu sind grundlegende weiter- fuhrende Integrationstechniken berucksichtigt worden, um dem interes- sierten Leser die Verfahren der Hoechstintegration verstandlich darlegen zu koennen. Die UEbungsaufgaben sollen zur UEberprufung des Verstand- nisses dienen und gleichzeitig dazu beitragen, die Groessenordnungen der verwendeten Parameter abschatzen zu koennen. Eigene Erfahrungen aus der CMOS-Technologielinie des Lehrstuhls Bauelemente der Elektrotechnik / Arbeitsgebiet Mikroelektronik der Universitat Dortmund runden den Inhalt des Buches ab. An dieser Stelle moechte ich Herrn Prof. K. Schumacher herzlich fur die gewissen- hafte Ausarbeitung der Unterlagen zur Vorlesung "Halbleitertechnolo- gie" danken, die als Grundlage fur dieses Buch dienten. Fur die Durch- sicht der Druckvorlage danke ich Herrn Dipl.-Ing. John T. Horstmann. Mein Dank gilt auch Herrn Prof. K. Goser fur die Moeglichkeit, dieses Buch zu verfassen. Ganz herzlich danke ich meiner Familie fur ihre Unterstutzung wahrend der zeitintensiven Ausarbeitung der Unterlagen.

Die Mikrosystemtechnik wird in ihren Teilgebieten Mikroelektronik und Mikromechanik von der Siliziumtechnologie beherrscht. Materialeigen schaften und insbesondere die verbreitete, hoch entwickelte Prozess technik haben andere Materialien weitgehend verdrangt. Dagegen ist das Halbleitermaterial Silizium fur Anwendungen der Integrierten Optik bislang wegen seiner ungunstigen optischen Eigen schaften nur unzureichend beachtet worden. Erst die Mikrosystemtechnik hat zur Entwicklung einer geeigneten Integrationstechnik gefuhrt, um die "Mechatronik" um integriert-optische Komponenten zu erweitern. Ziel dieses Buches ist es, Wege zur systemgerechten Einbindung der Integrierten Optik in die mikroelektronische Prozessfuhrung aufzuzeigen und die Eignung der Technologie zur monolithischen Integration von optischen, mikromechanischen und mikroelektronischen Bauelementen auf einem Siliziumchip anhand real gefertigter Muster zu demonstrieren. Die Basis der monolithischen Systemintegration auf Silizium wird ausgehend von der mikroelektronischen Prozesstechnik diskutiert. Auf der Grundlage der Halbleitertechnologie zur Schaltungsintegration aufbauend werden mogliche Bauformen der Wellenleiter und der mikro mechanischen Komponenten zum Einbau in den CMOS-Prozess verglichen. Vor-und Nachteile der Schnittstellen und der verschiedenen Integrationstechniken werden angesprochen und anhand realer Muster vergleichend diskutiert. Zur Abrundung des Themas werden einige Komponenten zur Verbesserung der mikroelektronischen Schaltungen im monolithischen Integrationsprozess angesprochen, um eine schnelle, prazise Signalverarbeitung in den MOS-Schaltungen zu ermoglichen. Fur die umfangreichen Arbeiten, die mit der Erstellung dieses Buches verbunden waren, mochte ich mich bei Herrn Prof. K. Goser, Herrn Prof. K. Schumacher, den Herren Doktoren S. Adams, T. Harms, C. Heite, K."