Un nouveau projet du cluster Cool Silicon développe de nouvelles méthodes analytiques pour la fabrication de puces

La fabrication des puces est en pleine mutation. Les nouvelles méthodes de production ainsi que les structures de plus en plus petites requièrent de nouveaux processus afin d’étudier les circuits. C’est tout l’objectif d’un nouveau projet du cluster saxon Cool Silicon intitulé « Cool Analytics ». « Cool Analytics » vise le développement d’applications et de procédés analytiques innovants afin de soutenir les entreprises pour une production optimisée de composants microélectroniques » explique la coordinatrice du projet Sonja Richter de X-FAB. « Le projet se concentre principalement sur la tomographie par sonde atomique, la microscopie à rayons X et la tomographie par rayons X ».

 

La tomographie par sonde atomique est utilisée pour optimiser la production de mémoires non-volatiles (NVM), dans lesquelles de plus en plus de couches ultra-minces sont utilisées. En raison de la forte demande de rétention de charge dans ces couches de mémoire – même à des températures élevées – il est nécessaire de connaître la distribution des éléments aussi précisément que possible afin d’optimiser les couches de manière à éviter les fuites d’électrons.

 

Les chercheurs veulent étudier dans un premier temps les mémoires non-volatiles dites « Sonos » (silicon-oxide-nitride-oxide-silicon), et pensent qu’avec la tomographie atomique ils comprendront mieux l’influence des paramètres de production sur les propriétés électriques des cellules de mémoire. Pour les fabricants de puces, cette connaissance pourrait permettre d’augmenter le rendement dans la production de circuits à travers une meilleure stabilité des puces, et ainsi réduire les cycles d’apprentissage.

 

D’autre part, le projet permettra éventuellement une réduction des tensions de fonctionnement et de consommation d’énergie des éléments des mémoires non-volatiles. Une meilleure compréhension de la structure de stockage des charges dans les cellules Sonos et la connaissance des paramètres d’influence essentiels devraient également ouvrir des possibilités pour réduire davantage la taille et la complexité des structures.

 

La haute résolution des analyses aux rayons X est, quant à elle, utilisée pour optimiser la qualité structurelle des câblages sur puce, ce qui représente une donnée critique dans le design des nouveaux processeurs notamment développés à Dresde. L’utilisation de procédés radiologiques avec une résolution spatiale améliorée, en particulier par la microscopie à rayons X et la tomographie, devrait permettre de comprendre les mécanismes de formation de défauts dans les structures d’interconnexion afin de mieux les contrôler et optimiser le design des microprocesseurs. Les scientifiques pensent ainsi prolonger la vie du processeur de manière significative. Ils misent également sur un rendement de production amélioré, en réduisant la consommation d’énergie des produits par l’optimisation de la géométrie d’interconnexion et l’utilisation de nouveaux matériaux.

 

Participent au projet Cool Analytics les entreprises de fonderie X-FAB Dresde et GLOBALFOUNDRIES, ainsi que 3 Instituts de recherche Fraunhofer : le Centre des Technologies nanoélectroniques (CNT), l’Institut Fraunhofer pour la technologie des matériaux (IWS) et l’Institut Fraunhofer pour les essais non destructifs (IzfP). Le projet est financé par l’Etat de Saxe à hauteur de 940.000 euros.

 

 

Sources : « Cool-Silicon-Projekt entwickelt neue Analyseverfahren für die Chipfertigung », communiqué de presse du cluster Silicon Saxony – 22/09/2011 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/WjGUC

 

Rédacteurs : Charles Collet, charles.collet@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr