Simulation von Bauelementen

Simulation mechanischer Verspannungen in Bauelementen der 22 nm FDSOI-Technologie

© Fraunhofer ENAS
Stressverteilung im Kanal von FDSOI-Baulementen.
© Fraunhofer ENAS
Kennlinien von FDSOI-Bauelementen mit ultradünnen Kanälen.

Fully Depleted Silicon On Insulator (FDSOI) ist der europäische Ansatz für höchstintegrierte, energieeffiziente mikroelektronische Bauelemente. Im Projekt WAYTOGOFAST, Teil der europäischen Initiative ECSEL, erforscht ein großes industriegetriebenes Konsortium FDSOI-Bauelemente für die 22 nm Technologie und die weitere Miniaturisierung. Mechanisch verspannte Transistorkanäle dienen der Erhöhung der Ladungsträgermobilität. Maßgeschneiderte Verspannung ist somit ein Schlüssel für leistungsfähige und energieeffiziente FDSOI-Bauelemente. Viele Faktoren, wie die Bauteilgeomentrie, Prozessdetails sowie die Vorspannung der ultradünnen Siliziumschicht auf dem Wafer, beeinflussen die eigentliche Verspannung im Transistorkanal. Wissenschaftler des Fraunhofer ENAS haben die Verspannung in 22 nm FDSOI-Bauelementen modelliert und simuliert. Die Verspannungssimulationen erlauben einzigartige Einblicke in das Wechselspiel zwischen Mechanik und Elektronik nanoskaliger Bauelemente. Es konnten einige Schlüsselparamater identifiziert werden, die einen dramatischen Einfluss auf die Verspannung und somit auf die Leistungsfähigkeit der Bauteile haben. Durch Untersuchung eines sehr großen Parameterraums konnte gezeigt werden, dass Prozessvariationen, die bei der Bauteilfertigung unvermeidlich auftreten, zu enormen Verschlechterungen der Eigenschaften der Bauelemente führen können.