Komplexe integrierte Schaltungen und immer weiter reduzierte Bauelementabmessungen steigern den Bedarf nach einer umfassenden und exakten Simulation des elektrischen, mechanischen und thermischen Verhaltens von Bauelementen und ihren Fertigungsprozessen im Bereich der Halbleitertechnik. Um zeitraubende und kostenaufwendige Herstellungsexperimente zu vermeiden, unterstützen Technologie-CAD-(TCAD)-Systeme den Prozeß- und Bauelementingenieur, indem sie virtuelle integrierte Fertigungseinrichtungen, ausgestattet mit Prozeß- und Bauelementsimulatoren und gemeinsamen Einrichtungen zur Bauelementerstellung und Visualisierung, zur Verfügung stellen.
Das Viennese Integrated System for Technology CAD Applications (VISTA) ist eine solche Umgebung, die über eine Aufgaben-, eine Werkzeug- und eine Datenebene verfügt; letztere wird in dieser Arbeit behandelt. Eine Datenebene stellt der TCAD-Umgebung und ihren Werkzeugen gemeinsame Datenhandhabungsmechanismen zur Verfügung und übernimmt dabei die Datenrepräsentierung, -logistik, -kommunikation und -semantik.
Eine Analyse der Daten und Datenflüsse, die im TCAD-Bereich auftreten, wird durchgeführt, von welcher generelle Anforderungen an eine Datenebene abgeleitet werden. Existierende Konzepte werden untersucht, und der VISTA-Ansatz einer Datenebenenarchitektur wird mit diesen verglichen. Die VISTA-Datenebenenarchitektur mit ihrem Austauschformatansatz wird im Detail untersucht, und das Profile Interchange Format (PIF) wird in seinen textuellen und binären Manifestationen vorgestellt.
Computerunterstützte Softwareentwurfstechniken (CASE) sind unabdingbar bei der Implementierung einer TCAD-Umgebung im allgemeinen und der VISTA-Datenebene im speziellen. Der Nutzen und die Vorteile von CASE-Werkzeugen und deren Wichtigkeit für die VISTA-Datenebenenimplementierung werden unterstrichen, und die VISTA-CASE-Werkzeuge zur automatischen Codegenerierung werden vorgestellt. Die Implementierung der PIF-Applikationsschnittstelle (PAI) wird daraufhin diskutiert und evaluiert.
Hochentwickelte Funktionsbibliotheken unterstützen den Programmentwickler, indem sie Programmieren auf hohem Abstraktionsniveau erlauben. Ein Überblick über derartige Funktionsbibliotheken in VISTA wird präsentiert, und der VISTA Grid Support (GRS) und dessen objektorientierter Ansatz des Funktionsbibliothekenentwurfs wird im Detail diskutiert.
Die Integration des Kapazitätssimulators VLSICAP wird als Beispiel vorgestellt, wie ein konventioneller Simulator in VISTA auf Datenebene integriert wird. Zwei Probleme aus der industriellen Praxis - ein Streifenleiter und ein parasitärer MOSFET - werden mit Hilfe des integrierten VLSICAP und der VISTA-Umgebung untersucht. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf künftige Entwicklungsrichtungen für Datenebenen.