Der Schwerpunkt dieser Dissertation liegt in der Implementierung und Anwendung von numerischen Technology Computer-Aided Design (TCAD) Aufgaben für die Charakterisierung von Ultra Large Scale Integration (ULSI) Schaltungen. Unter Verwendung einer Standardformulierung für TCAD-Modelle werden die verschiedenen mathematischen Aufgaben beschrieben. Besonderer Wert wird auf die Methoden, Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten in einer TCAD-Umgebung gelegt:
Als Beispiele werden mehrere Charakterisierungsmethoden vorgestellt. Eine neue Technik mittels der Lösung eines inversen Problems erlaubt die Bestimmung ein- und zweidimensionaler MOSFET-Dotierungsprofile. Diese Methode ergänzt den Anwendungsbereich vorhandener Halbleitersimulationsprogramme an entscheidender Stelle. Die Kalibrierung von Simulationsprogrammen wird an Hand von drei Beispielen illustriert. Ein Verfahren für die worst case-Analyse basierend auf Simulationsergebnissen verwendet die einzelnen Programme, um die Extrema im Verhalten von Bauelementen zu spezifizieren, wenn sich die Herstellungstoleranzen in einem gewissen Rahmen bewegen. Letztlich wird eine Methode vorgestellt, wie man die Länge des Polysilizium-Gates zur Charakterisierung der intra-die-Länge bestimmen kann.
Diese Anwendungen streichen die Bedeutung der TCAD Aufgaben heraus, die Informationen von kritischen Bereichen für die Charakterisierung und die Entwicklung von sub-mikrometer CMOS Technologie zur Verfügung stellen.