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

Tikrino: Prof. R. Navickas
Vilnius 2008
Santrauka
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.
1. Įvadas
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...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!