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Stability Under Process Variability for Advanced Interconnects and Devices Beyond 7 nm node

Stability Under Process Variability for Advanced Interconnects and Devices Beyond 7 nm node

(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

Titel des Gesamtprojektes: Stability Under Process Variability for Advanced Interconnects and Devices Beyond 7nm Node
Projektleitung:
Projektbeteiligte:
Projektstart: 1. Januar 2016
Projektende: 31. Dezember 2018
Akronym: SUPERAID7
Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020, Leadership in Enabling & Industrial Technologies (LEIT)
URL: https://www.superaid7.eu

Abstract

Die weitere Skalierung nanoelektronischer Bauelemente und Schaltungen wird zunehmend durch die Annäherung an physikalische Grenzen erschwert. Hierbei spielen systematische und statistische Schwankungen der in der Herstellung verwendeten physikalischen Prozesse eine immer größere Rolle für aktive Bauelemente, ihre Verbindungsstrukturen und die daraus aufgebauten Schaltungen. Teilweise beeinflussen sich verschiedene Effekte gegenseitig. Damit müssen auch ihre Korrelationen betrachtet werden, da sie den Anteil der Produkte, welche die Spezifikationen erfüllen, zum Teil drastisch beeinflussen. Eine umfassende experimentelle Untersuchung dieser Effekte ist kaum möglich. Demgegenüber eröffnet die Simulation („Technology Computer Aided Design“, TCAD) die einzigartige Möglichkeit, Schwankungen an ihrer Quelle vorzugeben und dann ihre Auswirkungen auf die folgenden Prozessschritte und auf die Eigenschaften von Bauelementen und Schaltungen zu untersuchen, indem einfach die Eingabedaten des Simulationssystems entsprechend angepasst werden. Diese sehr wichtige Anforderung an die Simulation, die zugleich eine ihrer herausragenden  Möglichkeiten ist, wurde unter anderem in der „International Technology Roadmap for Semiconductors“ ITRS herausgestellt.

Das Horizon-2020-Projekt SUPERAID7 baut auf dem sehr erfolgreichen Projekt
SUPERTHEME auf, in dem die Auswirkung von Prozessschwankungen insbesondere auf fortschrittliche More-than-Moore- Bauelemente und -schaltungen simuliert wurde. In SUPERAID7 wird ein Softwaresystem zur Simulation des Einflusses von systematischen und statistischen Prozessschwankungen auf fortschrittliche More-Moore-Bauelemente und -schaltungen bis zum 7-nm-Technologieknoten und darüber hinaus entwickelt, wobei speziell Halbleiterverbindungsstrukturen einbezogen werden. Hierzu werden verbesserte physikalische Modelle sowie verbesserte Kompaktmodelle benötigt. Die zu behandelnden Bauelementearchitekturen schließen insbesondere sogenannte Trigate/ωGate-Transistoren, gestapelte Nanodrähte und fortschrittliche Halbleitermaterialen mit ein. Das Simulationssystem wird anhand von außerhalb des Projekts bereits vorhandenen bzw. neu durchgeführten Experimenten des Projektpartners CEA/Leti evaluiert. Die wichtigsten Verwertungswege bestehen in der Kommerzialisierung über den Projektpartner GSS sowie in der Unterstützung von Bauelementeaktivitäten bei CEA/Leti. Weitere Partner sind neben dem Koordinator Fraunhofer IISB auch die Universität Glasgow, die Universität Erlangen-Nürnberg sowie die TU Wien. Der Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente beteiligt sich in SUPERAID7 an der Weiterentwicklung von Programmen des IISB und der TU Wien zu einem integrierten dreidimensionalen Topographiesimulator.
 

Publikationen