News

Fraunhofer IISB: Startschuss für EU-Projekt MUNDFAB

  • Fraunhofer IISB: Startschuss für EU-Projekt MUNDFAB
    Atomistische kinetische Monte-Carlo-Simulation des Wachstumsprozesses eines Siliziumkarbid-Nanopartikels. Die Abbildung links zeigt die Oberflächenatome des Nanopartikels, während die Abbildung rechts verschiedene Stapelfehler hervorhebt, die während des Wachstumsprozesses erzeugt wurden. Das Nanopartikel hat eine Größe von ca. 50 nm.

Viele Einsatzgebiete von Computern – beispielsweise Big Data, autonomes Fahren oder das Internet der Dinge – erfordern eine weitere Miniaturisierung elektronischer Schaltkreise. Ausgefeilte Herstellungstechniken für die Computerchips, wie die sequentielle 3D-Integration von Bauelementen, sind hier ein Schlüssel zum Erfolg. Neben experimentellen Untersuchungen kommt dem Einsatz von Simulationsprogrammen besondere Bedeutung zu: Simulationen erlauben eine Einsparung von Kosten und Zeit bei der Entwicklung von neuen Technologien und Bauelementen. Die Verbesserung von Simulationswerkzeugen steht daher im Fokus des vom Fraunhofer IISB koordinierten EU-Projekts MUNDFAB ("Modeling Unconventional Nanoscaled Device FABrication").

 

Simulationsprogramme, die auf klassischen Kontinuumsansätzen beruhen, sind bei Strukturen mit Dimensionen von wenigen Nanometern, wie sie im Projekt untersucht werden, nur eingeschränkt nutzbar. Der Grund dafür ist, dass diese Programme nicht in der Lage sind, spezifische Effekte wie beispielsweise die reduzierte elektrische Aktivierung von Dotierstoffen, spezielle Topographiemodifikationen oder Defektbildung und -wachstum mit hinreichender Präzision vorherzusagen. Insbesondere sind existierende Modelle für den Einsatz zur Modellierung von Niedertemperaturprozessen, die bei der Fertigung für die sequentielle 3D-Integration von Bauelementen zum Tragen kommen, nur eingeschränkt anwendbar.

Hier setzt das Projekt MUNDFAB an: Um die Genauigkeit der Prozess-Simulation – zum Beispiel für Silizium- oder Silizium-Germanium-Schichten, wie sie für Nanometerbauelemente verwendet werden – zu optimieren, werden spezielle Experimente durchgeführt und Simulationsmodelle verbessert. Für die Simulationen setzen die Forscherinnen und Forscher dabei sowohl auf kommerziell verfügbare Tools, Open-Source-Applikationen als auch auf Simulationsprogramme der Projektpartner, die im Projekt weiterentwickelt werden. Simulatoren, welche die atomistische Struktur der betrachteten Systeme direkt repräsentieren können (das Bild zeigt ein Beispiel), erlauben dabei eine besonders realistische Modellierung der Nanostrukturen. Ziel ist es, am Ende des Projekts über eine vollständig kalibrierte Kette von Simulationswerkzeugen zu verfügen, die es erlaubt, die Herstellung und die sequentielle 3D-Integration von Nanobauelementen virtuell am Computer abzubilden.

Das Auftakttreffen des Projekts mit allen Partnern fand im Februar beim Koordinator Fraunhofer IISB in Erlangen statt. Nachdem dieses Treffen noch als Präsenzveranstaltung durchgeführt werden konnte, wurde in den Monaten danach auf eine virtuelle Zusammenarbeit umgestellt, bei der die Partner mittels diverser Softwaretools miteinander kommunizieren und kollaborieren. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Bereits vier wissenschaftliche Fachbeiträge aus dem Projekt wurden auf der SISPAD 2020, der weltweit führenden Konferenz für die Simulation von Halbleiterbauelementen und -prozessen, präsentiert. Die Konferenz wurde dieses Jahr komplett virtuell abgehalten und fand vom 23. September bis zum 6. Oktober statt. Näheres dazu ist auf der MUNDFAB-Webseite unter "Events" zu finden.

MUNDFAB läuft vom 1.1.2020 bis zum 31.12.2022 und wird von der Europäischen Kommission mit 3,8 Mio. Euro gefördert. Die Projektpartner sind das Fraunhofer IISB (Koordinator), CEA-Leti (Frankreich), CNR-IMM (Italien), CNRS-LAAS (Frankreich), Lukasiewicz-ITME (Polen), STMicroelectronics (Frankreich) sowie die TU Wien (Österreich).

Weiterführende Links

www.iisb.fraunhofer.de
www.mundfab.eu

Foto: CNR-IMM