Auf die Mikroelektronik ist Verlass

Unerwünschter Materialtransport durch elektrischen Strom (Elektromigration) und dabei auftretende mechanische Spannung sind Beispiele für Zuverlässigkeitsprobleme in mikroelektronischen Bauelementen und Bestandteil der Forschungsarbeit im neuen Christian Doppler (CD)-Labor „Zuverlässigkeitsprobleme in der Mikroelektronik“.

Die rasant ansteigende Leistungsfähigkeit moderner Computer ermöglicht es, komplexe physikalische Vorgänge in Bauelementen mit immer höherer Genauigkeit numerisch zu simulieren. Durch die fortschreitende Miniaturisierung mikroelektronischer Bauelemente sind die negativen Veränderungen der Materialeigenschaften (Degradation) und auftretende Verschleißmechanismen vielfältiger und komplizierter geworden.

Dabei sind die Frage der Zuverlässigkeit der integrierten Schaltungen und die Bestimmung ihrer Lebensdauer nach wie vor von zentraler Bedeutung. „Alle Degradationsmechanismen sind eine Art Zeitbombe, die einen totalen Ausfall des Schaltkreises zu einem unbestimmten Zeitpunkt auslösen können“, beschreibt Laborleiter Hajdin Ceric die Herausforderung. Dementsprechend verfolgt das neue CD-Labor zwei Ziele: Es geht darum, die Degradationsmechanismen in mikroelektronischen Bauelementen möglichst genau zu modellieren, um dann die Technologie mittels Prozesssimulation so weiter zu entwickeln, dass daraus zuverlässigere Bauelemente resultieren.

1 Labor, 5 Module, 7 Jahre

Mit einem jährlichen Finanzierungsvolumen von rund 210.000 Euro für die nächsten sieben Jahre und der Beteiligung von zwei international agierenden, österreichischen Industriepartnern, austriamicrosystems und Infineon Österreich, ist die Forschungsarbeit langfristig gesichert. Es wird fünf Forschungsbereiche – sogenannte Module – geben, in denen neuartige Ansätze für die Modellierung und Simulation der wesentlichsten Degradationsmechanismen, die die Lebensdauer von integrierten Schaltungen beeinträchtigen, entwickelt werden: „Electromigration Reliability“, „Stress Induced Degradation“, „Bias Temperature Instability (BTI)“, „Hot Carrier Degradation“ und „Process for Reliability“. Bei seiner Arbeit kann das siebenköpfige Forscherteam auf viele Jahre Erfahrung bei der Entwicklung von Simulationswerkzeugen für die Halbleiterelektronik zurückgreifen. Auch die Industriepartner werden ihre Erkenntnisse für die Entwicklung der neuen Simulationsmodelle zur Verfügung stellen. „Um die Zuverlässigkeit der modernen integrierten Schaltungen beurteilen zu können, ist eine kontinuierliche Weiterentwicklung der physikalischen Modelle sowie der Technology Computer-Aided Design (TCAD)-Tools erforderlich. Kommerzielle Simulations-Werkzeuge für Zuverlässigkeit in der Mikroelektronik sind entweder nicht verfügbar oder für viele Anwendungen einfach nicht ausgereift genug“, betont Ceric.

Eröffnungsfeier

Die offizielle Eröffnung des Christian Doppler Labors findet am Montag, 15. Februar 2010 um 14:00 Uhr im Festsaal der TU Wien (Hauptgebäude, 4., Karlsplatz 13/1. Stock) statt. Anmeldungen werden erbeten an hajdin.ceric@tuwien.ac.at.

Links:

Institut für Mikroelektronik: http://www.iue.tuwien.ac.at
Industriepartner: http://www.austriamicrosystems.com, http://www.infineon.com
Christian Doppler Forschungsgesellschaft: http://www.cdg.ac.at
Fotodownload: https://www.tuwien.ac.at/index.php?id=9913
Rückfragehinweis:
Dipl.-Ing. Dr.techn. Hajdin Ceric
Technische Universität Wien
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Institut für Mikroelektronik
Gußhausstr. 25-29, 1040 Wien
T: +43 (1) 58801 – 360 32
hajdin.ceric@tuwien.ac.at
ceric@iue.tuwien.ac.at
Aussender:
TU Wien – Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Bettina Neunteufl, MAS
Operngasse 11/E011
A-1040 Wien
T +43-1-58801-41025
F +43-1-58801-41093
pr@tuwien.ac.at