Modellierung und Simulation technologischer Prozesse, Anlagen und Bauelemente

CMP Pressure distribution and padcontur

Micro and Nanoelectronics

Modellierung und Simulation technologischer Prozesse, Anlagen und Bauelemente

Mit modernen Simulationsmethoden wird die Entwicklung, der Entwurf sowie die Optimierung von neuartigen Baulementen der Mikro- und Nanoelektronik unterstützt. Neben etablierten Ansätzen wie TCAD kommen Quantentransporttheorie und Elektronenstruktursimulation zum Einsatz, um Bauelemente sowie die verwendeten Materialien auf allen Skalen zu beschreiben.

Die Simulation technologischer Prozesse der Halbleiterindustrie (PVD, CVD, ALP, ECD) ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um neue Prozesse und Anlagen zu entwickeln sowie Etablierte weiter zu optimieren. Durch die Kombination eigener Softwarewerkzeuge mit etablierten fluiddynamischen Simulationsmethoden und Quantenchemie können am Fraunhofer ENAS Prozesse vom Waferlevel über die Abscheidung in kleinen Strukturen bis hin zur Oberflächenchemie modelliert und simuliert werden.

Auf der Ebene der gemischten Analog/Digital-Schaltungen stellt der Einsatz der ereignisgesteuerten Modellierungsverfahren (Event Driven / ED) eine sehr interessante Methode dar, um gleichzeitig sehr akkurate und sehr schnelle Simulationen durchführen zu können, ohne dafür Unmengen an Rechenkapazitäten zu benötigen. Durch die Kombination aus Schnelligkeit und Exaktheit können zahlreiche Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt werden, die eine vollständige Charakterisierung des gesamten Verhaltensspektrum gestatten und somit ein robustes Systemdesign ermöglichen.

Für komplexere nicht-lineare multiphysikalische Systeme, bei denen eine einfache Modellierungsansatz sehr schwer oder sogar unmöglich ist oder wenn das „Innere“ dieser Systeme unbekannt ist, besteht die Möglichkeit, das Verhalten durch ein mathematisches Black-Box-Modell abzubilden. Diese Modellierungsmethode basiert klassischerweise auf so genannte neuronalen Netzen, die schnelle und gleichzeitig exakte Simulationen ermöglichen. Bei linearen Systemen besteht auch die Möglichkeit im Frequenzbereich, das Black-Box-Modell durch das s.g. Vector-Fitting aufzustellen. Diese sind ebenfalls hochpräzise und gut implementierbar.

Schwerpunkte

 

Simulation von Bauelementen

 

Simulation von Prozessen und Anlagen

 

Modellierungs- und Simulationsmethoden zur effizienten und vollständigen Systemcharakterisierung