Mikrochip-Alterung präzise vorhersagen

9.11.2017

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Mit den Modellen des Fraunhofer IIS / EAS kann die voraussichtliche Nutzungsdauer elektronischer Systeme schnell und präzise berechnet werden.

Gerade in der Medizin- und Fahrzeugtechnik  muss die Elektronik extrem zuverlässig  sein. Deshalb nutzt man das Prinzip des  »Over Designs«: Zusätzliche Sicherheitsreserven werden in den Entwürfen bereits  eingeplant. Da dies jedoch sehr kostspielig ist und bei immer kleiner werdenden Technologien  an die Grenzen der Umsetzbarkeit stößt, gibt es die Möglichkeit, den Verschleiß  von Halbleitern zu simulieren. Allerdings liefern die Standardsimulationen für neuartige  Fertigungstechnologien oft nicht die gewünschten Ergebnisse. Deshalb haben Forschende  des Fraunhofer IIS / EAS mathematische Modelle entwickelt, mit denen sich  die Alterungsprozesse von Transistoren auf Jahre im Voraus prognostizieren lassen. 

In den Modellen werden nicht nur typische Effekte wie die Hot Carrier Injection oder die Bias Temperature Instability (BTI) berücksichtigt. Ebenso wird auf neuartige Modellierungen  des Fraunhofer IIS / EAS zurückgegriffen. So können erstmalig akkurate  Modelle für Erholungseffekte im Kontext  der BTI-Alterung, das Sättigungsverhalten über die Lebensdauer und andere komplexe Abhängigkeiten genutzt werden. Sämtliche Modelle werden vom Fraunhofer IIS / EAS konsistent für alle weltweit gängigen Entwurfsumgebungen bereitgestellt. 

»Wir bieten unseren Kunden erstmals die  Möglichkeit, die Funktion kompletter elektronischer  Systeme unter verschiedenen Nutzungsbedingungen zu verifizieren und zu validieren«, erklärt Roland Jancke, Leiter der Abteilung für Entwurfsmethoden am Fraunhofer IIS / EAS.