Išplėstinė paieška
 
 
 
Pradžia>Elektronika>Ultra didelio integracijos laipsnio (ULSI) daugiasluoksnių sujungimų elektroterminių procesų modeliavimas ir simuliavimas SPICE terpėje
   
   
   
naudingas 0 / nenaudingas 0

Ultra didelio integracijos laipsnio (ULSI) daugiasluoksnių sujungimų elektroterminių procesų modeliavimas ir simuliavimas SPICE terpėje

  
 
 
1234567891011121314151617181920
Aprašymas

Santrauka. Įvadas. Šiluminės analizės metodika. Analitinis modelis ir prielaidos. SPICE elektroterminės simuliacijos metodologija. Modelio įvertinimas. Stacionarių procesų analizė. Temperatūrinis pasiskirstymas išilgai laidininkų. Via atskyrimo poveikis efektyviąjam kILD. Temperatūros kilimas daugiasluoksniuose metalo pjūvuose. Temperatūros įtaka RC grandims. Šiluminis kontaktas. Pereinamųjų procesų analizė. Analitinis modelis. SPICE simuliavimo metodologija. AlCu ir Cu sujungimų palyginimas. Via atskyrimo poveikis ir žemos kokybės (low-k) dielektrikai. Dirbtinio termo-via sluoksnio veikimas. Laidininko pločio ir aukščio santykio įtaka. Išvados.

Ištrauka

Šiame darbe pristatomi 3D elektroterminių procesų analitiniai modeliai ir greitojo simuliavimo SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) aplinkoje metodologija termoefektams dėl Džaulio šilumos didelio laidžio Cu ir žemos kokybės dielektrikų (low-k) sujungimuose charakterizuoti esant stacionariems ir pereinamiesiems procesams.
Rezultatai puikiai sutampa su eksperimentiniais duomenimis ir baigtinio šaltinio (FE) šiluminių procesų imitacijomis. Norint gauti realesnius ir tikslesnius šiluminių procesų rezultatus į šią analizę taip pat įtrauktas via (perėjimų) sluoksnio poveikis - metalinių takelių (toliau - laidininkų) temperatūros mažinimas. Via efektyvumas mažinant temperatūrą sujungimuose labai priklauso nuo via atskyrimo ir naudojamų dielektrinių medžiagų. Tada temperatūriniam pasiskirstymui multisluoksniniuose sujungimuose įvertinti yra pritaikomas analitinis modelis. Aptariama ir galimybė, kad esant tokiam terminiam poveikiui, naudojant mažų dielektrinių konstantų dielektrikus, tikimas parametrų pagerėjimas iš tikrųjų gali būti mažesnis. Be to įvertintas ir šiluminis kontaktas tarp laidininkų, kuris taip pat gana reikšmingas. Pagaliau aptariamas metalinių laidininkų skerspjūvio matmenų (pločio/storio) santykio poveikis sujungimų šiluminėms charakteristikoms.
ULSI mastelio blogybė – didelis srovės tankis dėl kurio išsiskiria didelė Džaulio šiluma. Siekiant sumažinti RC grandinėlių parazitinį vėlinimą, reaktyviosios energijos sąnaudas ir parazitinį grįžtamąjį ryšį pažangiose technologijoje naudojamos mažo ε medžiagos [1, 2]. Esant blogam tokių medžiagų šiluminiam laidumui ir dideliam metalo sluoksnių skaičiui, didėjanti šiluminė varža iššaukia temperatūros kilimą sujungimuose [3]. Todėl ne tiktai šiluminiai efektai yra pagrindinis patikimumo kriterijus [4, 5], bet taip pat ir savitosios varžos linijinis didėjimas kylant temperatūrai, kuris gali sumažinti norimą IG greitį. Tačiau per daug pesimistinis sujungimo temperatūros vertinimas priveda prie labai konservatyvių metodų. Vadinasi reali šiluminė analizė ir sujungimų modeliavimas yra kritiškai svarbūs dalykai.
Faktiškai sujungimo temperatūra nedidėja atvirkščiai proporcingai dielektriko nominaliam šiluminiam laidumui, nes via sluoknis, kuris turi daug didesnį šiluminį laidumą, tarnauja kaip gana efektyvus radijatorius. Numatyta temperatūra bus žymiai aukštesnė negu reali temperatūra, jei nebus tinkamai įvertintas via sluoksnio efektas. Kadangi vertikaliai einančio via sluoksnio aktyvusis plotas daug mažesnis negu laidininkų, tai gali kilti nuomonė, kad didesnis srovės tankis via sluoksnyje gali sukurti tokį šilumos kiekį, kuris sumažintų via efektyvumą aušinimo procese. Tačiau via temperatūros kilimas nėra toks aukštas kaip pačiam laidininke. Via perėjimai yra tiesiog per maži, kad generuotų pakankamai šilumos. Be to, visuose via perėjimuose srovė neteka vienu metu, todėl via sluoksnį pagrįstai galime laikyti efektyviu aušintuvu.
Šiame darbe, naudojant algebrinius modelius ir SPICE elektrotermines imitacijas, kruopščiai tiriamas via poveikis gilių submikroninių sujungimų šiluminėms savybėms, o taip pat įvertinamas temperatūrinis pasiskirstymas pagal multisluoksnius sujungimus. Gauta tarpsluoksnio dielektrikų (ILD) efektinio šiluminio laidumo, kILD,eff, analitinė išraiška, įskaitant via efektą. Apskaičiuotas ir papildomas šiluminis pralaidumas, naudojant bandomąjį šiluminį via perėjimą pažangiuose Cu/low-k sujungimuose. Visi sujungimo struktūros matmenys šiame darbe buvo paimti iš 100nm technologijos mazgo, pagal ITRS[7]. ...

Rašto darbo duomenys
Tinklalapyje paskelbta2009-12-21
DalykasElektronikos kursinis darbas
KategorijaElektronika
TipasKursiniai darbai
Apimtis18 puslapių 
Literatūros šaltiniai13 (šaltiniai yra cituojami)
Dydis486.85 KB
AutoriusMantas
Viso autoriaus darbų2 darbai
Metai2008 m
Klasė/kursas3
Mokytojas/DėstytojasProf. R. Navickas
Švietimo institucijaVilniaus Gedimino Technikos Universitetas
FakultetasElektronikos fakultetas
Failo pavadinimasMicrosoft Word Ultra didelio integracijos laipsnio (ULSI) daugiasluoksniu sujungimu elektroterminiu procesu modeliavimas ir simuliavimas SPICE terpeje [speros.lt].doc
 

Komentarai

Komentuoti

 

 
[El. paštas nebus skelbiamas]

 
 
  • Kursiniai darbai
  • 18 puslapių 
  • Vilniaus Gedimino Technikos Universitetas / 3 Klasė/kursas
  • Prof. R. Navickas
  • 2008 m
Ar šis darbas buvo naudingas?
Taip
Ne
0
0
Pasidalink su draugais
Pranešk apie klaidą