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EU-geforschtes Horizon-2020-Projekt zur Entwicklung von Modellierungs- und Simulationstools für nanoskalige Halbleiterbauelemente
MUNDFAB – Modeling Unconventional Nanoscaled Device FABrication
Erlangen (Fraunhofer IISB, Schottkystraße 10)Neu auf Amplifa
Über das Projekt
MUNDFAB (Modeling Unconventional Nanoscaled Device FABrication) ist ein von der EU im Rahmen von Horizon 2020 gefördertes Forschungsprojekt (Grant Agreement No. 871813) mit einer Laufzeit vom 01.01.2020 bis 30.06.2023. Die Projektkoordination lag beim Fraunhofer IISB in Erlangen. Ziel des Projekts war die Entwicklung von Modellierungs- und Simulationstools (KMC, DFT, TCAD/Synopsys Sentaurus) für die virtuelle Herstellung der nächsten Generation nanoskaliger elektronischer Bauelemente, insbesondere auf Basis 3D-sequenzieller Integrationsarchitekturen. Das Konsortium umfasste Fraunhofer IISB, CNR, CEA-Leti, CNRS, STMicroelectronics, TU Wien, Łukasiewicz-IMiF sowie als Partner Applied Materials. Experimentell wurden u. a. CVD-Epitaxie (Si, SiGe), beheizte Ionenimplantation, Sub-melt Laser Annealing, SPER und Silizidierung untersucht und in Prozessmodelle überführt. Ergebnisse flossen in Demonstratoren wie FDSOI-Bauelemente und vertikale GAA-Nanowire-FETs ein.
- Standort
- Erlangen
- Verfahren
- CVD-Epitaxie (Si, SiGe, in-situ dotiert), Ionenimplantation (heated implants, As/B/P), Sub-melt Laser Annealing (µs-LA, KrF/XeCl gepulst), Solid Phase Epitaxy Regrowth (SPER), Silizidierung (Si-Ni, Si-Pt), Thermische Oxidation von Silizium, Silizium-Ätzen, Charakterisierung: SIMS, TEM, XRD, XRR, Spektroskopische Ellipsometrie, 4-Point-Probe, Hall-Effekt,
- Werkstoffe
- Silizium, Silizium-Germanium, Germanium, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Silizium-Germanium-Oxid, Nickelsilizid, Platinsilizid
- Branchen
- Halbleiter, Mikro-/Nanoelektronik, Forschung
- 01
Ab-initio-Berechnungen (DFT)
- 02
Experimentelle Prozessentwicklung (Epitaxie, Implantation, Laser Annealing,
- 03
Kalibrierung von KMC-Prozessmodellen
- 04
Integration in TCAD-Toolchains (Synopsys Sentaurus)
- 05
Demonstratoren und Validierung
Werkstoffe und Verfahren
Silizium
Grundmaterial für Epitaxie, Implantation, Oxidation und Silizidierung.
Silizium-Germanium
Verspannte, in situ Bor-dotierte Schichten für Epitaxie- und Laser-Annealing-Experimente.
Germanium
Halbleitermaterial in Epitaxieprozessen mit German-Precursor.
Siliziumdioxid
Gegenstand thermischer Oxidations- und Defektsimulationen.
Siliziumnitrid
Untersucht hinsichtlich intrinsischem Charge Trapping.
Silizium-Germanium-Oxid
Untersucht hinsichtlich Sauerstoffleerstellen und Defektzuständen.
Nickelsilizid
Silizidierungsprodukt im Si-Ni-System.
Platinsilizid
Silizidierungsprodukt im Si-Pt-System.
Standorte
Erlangen
DEProjektkoordination (Fraunhofer IISB)
- Werkstoffe
- Silizium, SiGe
Einblicke in die Fertigung
Branchen
Verfahren & technische Grenzen
| Verfahren | Toleranz | Max. Bauteil | Gewicht | Losgröße | Werkstoffe |
|---|---|---|---|---|---|
| CVD-Epitaxie (Si, SiGe, in-situ dotiert)Additiv | – | – | – | – | Silizium, SiGe, German |
| Ionenimplantation (heated implants, As/B/P)Oberfläche | – | – | – | – | Silizium, SiGe |
| Sub-melt Laser Annealing (µs-LA, KrF/XeCl gepulst)Wärmebehandlung | – | – | – | – | SiGe:B, Silizium |
| Solid Phase Epitaxy Regrowth (SPER)Wärmebehandlung | – | – | – | – | Silizium, SiGe |
| Silizidierung (Si-Ni, Si-Pt)Fügen | – | – | – | – | Silizium, Nickel, Platin |
| Thermische Oxidation von SiliziumOberfläche | – | – | – | – | Silizium, SiO2 |
| Silizium-ÄtzenOberfläche | – | – | – | – | Silizium |
| Charakterisierung: SIMS, TEM, XRD, XRR, Spektroskopische Ellipsometrie, 4-Point-Probe, Hall-Effekt,Prüfung | – | – | – | – | Silizium, SiGe, SiO2 |
5 Anlagen & Maschinen
| Maschine | Hersteller / Modell | Anzahl | Arbeitsraum | Baujahr | Standort |
|---|---|---|---|---|---|
| Epitaxie-Reaktor | Applied Materials CENT300A | 1 | – | 2021 | – |
| Epitaxie-Reaktor | ASM Epsilon 3200A | 1 | – | 2018 | – |
| Puls-Laser-Annealing (XeCl, 308 nm) | SCREEN-LASSE LT3100 | 1 | Shot 15 x 15 mm² | – | CEA-LETI |
| Puls-Laser (KrF, 248 nm) | COMPex 201F | 1 | Shot 3 x 3 mm² | – | CNR-UNIPD |
| µs-Laser-Annealing-Plattform (355 nm UV) | SCREEN LASSE | 1 | Shot 10 x 10 mm² | – | – |
Zusatzleistungen
Referenzkunden
Projektverlauf
- 2020
Projektstart MUNDFAB (Horizon 2020, Grant No. 871813) am 01.01.2020
- 2023
Projektende am 30.06.2023; Symposium 'Materials Engineering for Advanced Semiconductor Devices' an der E-MRS Spring Meeting in Straßburg