Untersuchung der Degradation von nanostrukturierten MOS-Bauelementen mit atomistischen Simulationen und statistischen Messungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Krautschneider
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 34119186

Ziel dieses Vorhabens ist die Untersuchung und genaue Beschreibung der physikalischen Mechanismen, die zur Degradation des Dielektrikums von MOSBauelementen durch Tunnelströme führen. Diese Ströme erreichen bei den nur wenige Atomlagen dicken Gatedielektrika moderner CMOS-Technologien vergleichsweise hohe Werte. Mit einem atomistischen Ansatz sollen die Veränderungen und Schädigungen der Atom- und Bindungsstruktur aufgrund des Stromflusses und der Feldeinwirkungen sowie die dadurch verursachte lokale Erhöhung der Leitfähigkeit ermittelt werden. Daraus sollen dann die zeitabhängigen Wahrscheinlichkeiten dafür bestimmt werden, dass Schädigungen in einer Reihe liegen und so einen Durchbruchskanal durch das Dielektrikum formen. Weiterhin sollen mit Hilfe eines zu entwickelnden integrierten Schaltkreises in 90nm-CMOS-Technologie, der aus einer sehr großen Anzahl matrixförmig angeordneter Teststrukturen besteht, Kurzzeit- und Langzeitstresstests durchgeführt werden, um die zeitabhängige Durchbruchswahrscheinlichkeit experimentell zu ermitteln und die Simulationsergebnisse kalibrieren und verifizieren zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Frerich Keil; Privatdozent Dr.-Ing. Dietmar Schröder