Lehrstuhl für Technische Elektrophysik - TU München

 Physikalische Modellierung und numerische Simulation von mikrostrukturierten Bauelementen

Die breit gefächerten Forschungsarbeiten am Lehrstuhl für Technische Elektrophysik (TEP) befassen sich mit der physikalisch basierten Modellierung, der numerischen Simulation, der Charakterisierung sowie der Diagnostik von Fertigungsprozessen und Betriebsverhalten mikrostrukturierter Bauteile und hieraus aufgebauter Mikrosysteme zum Zwecke der rechnergestützten Designoptimierung („virtuelles Prototyping“). Diese Arbeiten sind alle in High-Tech-Bereichen mit hohem Innovationspotential und globalem Wettbewerb angesiedelt. Sie weisen eine starke Wechselwirkung zwischen der Grundlagenforschung und der industriellen Forschung und Entwicklung auf.

Unsere Zielsetzung ist auf den Gebieten der mikro-eletro-mechanische-Systeme (MEMS), Leistungselektronik und Nanoelektronik, mikroskopische Vorgänge physikalisch zu modellieren, so dass prädiktive Aussagen über das Verhalten der Bauelemente getroffen werden, phänomenologische Effekte verstanden und Entwicklung und Optimierung von Bauelementen zeit- und kosteneffizient durchgeführt werden können. Hilfsmittel sind dabei zum einen die Simulation zur mathematischen Betrachtung der Funktionsweise der Bauelemente und zum anderen einige ausgewählte Experimente zur Beschreibung, Validierung und Kalibrierung von physikalischen Modellen und deren Modellparametern.

Für die Modellierung, die numerische Simulation und die Charakterisierung von mikrostrukturierten Bauelementen und Mikrosystemen verfügt der Lehrstuhl für Technische Elektrophysik über einen eigenen hochgeschwindigkeitsvernetzten Cluster von Hochleistungsrechnern.

Die Simulationsumgebung setzt sich aus einer Reihe professioneller TCAD-Werkzeuge für den Entwurf, die Prozess-, die Equipment-, die Bauelemente- und die Systemsimulation zusammen.

Diese Simulationswerkzeuge werden durch eigene Entwicklungsarbeiten im Rahmen von Forschungsverbünden mit Industriepartnern, Forschungsinstituten und anderen Universitäten ständig verbessert, validiert sowie messtechnisch kalibiriert und dadurch an die steigenden Ansprüche der Mikrostrukturentwicklung angepasst.

Die experimentelle und technologische Ausstattung umfasst u.a. 

  • die elektrische und galvanomagnetische   Charakterisierung von Halbleiterbauelementen auch bei sehr hohen Temperaturen (bis 700° C)
  • die lasergestützte Bestimmung der internen Ladungsträgerdichte- und Temperaturverteilung in SiC-Halbleiterbauelementen
  • die dynamische Weisslichtinterferometrie zur Charakterisierung von mikroelektro-mechanischen Bauelementen und Systemen

 

Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

TU München