Die Bauelementsimulation, also die Simulation des elektrischen Verhaltens von elektronischen Bauelementen und der relevanten Vorgänge in deren Innerem, hat in den letzten Jahren ein hohes Niveau erreicht und eine starke Verbreiterung ihres Anwendungsgebiets sowie Annäherung an die Prozeß- und Schaltungssimulation erfahren.
Im Bereich der eigentlichen Bauelementsimulation ist ein Trend zu komplexeren Strukturen mit komplizierter Topologie, zu dreidimensionaler Simulation und zur Simulation von physikalisch neuartigen Bauelementen (HEMTs, HBTs, verschiedenen speziellen Quanteneffektbauelementen) festzustellen. Mit hydrodynamischer Simulation versucht man, die Möglichkeiten der Simulation durch das Lösen von Differentialgleichungen auch für sehr kleine Strukturen voll auszuschöpfen. Um Streuprozesse oder Transportphänomene schlechthin rigoros zu beschreiben, muß man dagegen die Monte-Carlo-Technik einsetzen, da diese den Umweg über ein Beweglichkeitsmodell vermeidet und Streu- und Übergangswahrscheinlichkeiten direkt auswertet.
Bei komplexeren Strukturen wird die ehemals klare Abgrenzung von der Schaltungssimulation immer undeutlicher. In zunehmendem Maße werden mit Bauelementsimulatoren Ausschnitte aus realistischen Strukturen simuliert, die nicht auf ein einzelnes Bauelement beschränkt sind. Auch Anbindungen von Bauelementsimulatoren an Netzwerkanalyseprogramme treten zunehmend in den Vordergrund.
Auch die Kopplung zur Prozeßsimulation gewinnt immer mehr an Bedeutung, da sich die Optimierung moderner Strukturen nur mehr auf der kombinierten Prozeß-, Bauelement- und Schaltungsebene durchführen läßt. Daher entstand der Wunsch nach einer integrierten Simulationsumgebung, in der die drei Hauptgebiete der Simulation des Entwurfs von höchstintegrierten Schaltungen, nämlich Prozeß-, Bauelemente- und Schaltungssimulation, vereint sein sollten,
Das Institut für Mikroelektronik war an dieser Entwicklung, die durch den Begriff TCAD (technology computer aided design) beschrieben wird, mit der Entwurfsumgebung VISTA maßgeblich beteiligt. Diese Aktivitäten werden in [17][32][58][33][P4][P1][P2] beschrieben. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen einer solche Umgebung auf die Bauelementsimulation und mit den neuen Möglichkeiten, die es zu nutzen gilt.