Die meisten der entweder kommerziellen oder an Universitäten
entwickelten, für die Bauteilsimulation verwendeten Programme,
wie etwa [4], [17] und [44] bauen
prinzipiell auf
der klassischen Mechanik und Elektrodynamik auf.
Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die dadurch zum
Einsatz kommenden Modelle mittlerweile weitverbreitet und gut
verstanden sind und sich der daraus ergebende Bedarf an Rechenaufwand
noch in Grenzen hält.
Doch bereits Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts haben Experimente
wie die Streuung von Röntgenstrahlen (Compton, 1923) oder
der Photoeffekt
deutlich gemacht, dass die klassische Physik manche Effekte nur
unzureichend beschreibt oder die daraus entwickelten Modelle
an die Grenzen Ihrer Gültigkeit stoßen.
Bei der Herstellung von immer leistungsfähigeren und höher
integrierten Schaltungen dringt die Halbleiterindustrie nun,
wegen der voranschreitenden
Miniaturisierung ([41]), immer tiefer in ebensolche
Grenzbereiche vor.
Bei den besonders im Anwenderbereich wichtigen Grundbaustein
MOS-Transistor ist die Oxiddicke von der Größenordnung
100
in den siebziger Jahren mittlerweile
unter 2
verringert worden. Für die kommenden
Generationen, deren Prototypen bereits gefertigt werden, wird eine
effektive Oxiddicke von wenigen Nanometern verwendet.
Dieser Entwicklung muss also auch in den Simulatoren durch verbesserte
und erweiterte Modelle, oder gar durch neue Ansätze,
Rechnung getragen werden.
Wie die Physik in den vergangenen Jahrzehnten eindrucksvoll bewiesen
hat, lassen sich die erwähnten Phänomene sehr gut mit
quantentheoretischen Methoden behandeln. Dazu geht man von
folgenden Postulaten aus ([27]):
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