Elektromagnetische Zuverlässigkeit und effizienter Top-Down-Entwurf für optimale Systemeigenschaften nanoelektronischer Komponenten

Abstract:
Den großen Chancen zur Nutzung von Strukturbreiten kleiner als 100 nm stehen die enormen Herausforderungen bei der Entwicklung effizienter Fertigungs- und Entwurfstechnologien gegenüber. Um sowohl die Leistung als auch Zuverlässigkeit (Qualität) elektronischer Systeme dem Endverbraucher gegenüber garantieren zu können, sind neuartige Modellierungs- und Entwurfsansätze erforderlich. In diesem Beitrag wird das wachsende Problem der Störanfälligkeit elektronischer Systeme behandelt. Nano- und mikroelektronische Schaltungen, Komponenten der Mikrosytemtechnik und der Leistungselektronik sind feste Bestandteile elektronischer Module und Systeme. Zusammen mit den parasitären Effekten auf IC-Ebene – bedingt durch neue IC-Prozesse – wird die Zuverlässigkeit moderner elektronischer Systeme zunehmend durch interne und externe Störeffekte beeinträchtigt. Diese Systeme werden durch unterschiedliche Störeffekte (Abstrahlung, Einstrahlung, Crosstalk, PowerGrund- Noise, ...) beeinflusst - die wiederum durch verschiedenste Quellen erzeugt werden. Derartige Systeme können auch zur Quelle der sie dann selbst beeinflussenden Störungen werden. Die gegenwärtige Situation im Entwicklungsbereich neuer IC-Technologien wird hauptsächlich durch die Konzentration auf die Thematik Technologieoptimierung für Nanoelektronik geprägt. Die Modellierung parasitärer Effekte auf dem Gebiet elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) oder neuerdings auf dem Gebiet der elektromagnetische Zuverlässigkeit (EMZ) erfolgt heute durchweg vom Transistor her kommend als BottomUp-Ansatz. Eine durchgängig hohe Qualität aller Komponenten eines elektronischen Systems kann jedoch nur sichergestellt werden, wenn die parasitäre Beeinflussung durch äußere Störungen berücksichtigt wird – dies leistet ein sog. TopDown-Ansatz.