Glossary entry

English term or phrase:

jog OD rounding

German translation:

Verrunden der -Gittersprünge im Epitaxialbereich

Added to glossary by Johannes Gleim
Feb 11 10:54
3 mos ago
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English term

jog OD rounding

English to German Tech/Engineering Electronics / Elect Eng Halbleiterbauelemente
Spacing and/or pitch scaling is increasingly difficult in advanced process nodes. In semiconductor fabrication, "jog" refers to a layout design technique that can improve performance and reliability of integrated circuits (ICs). Jog involves intentionally adding selected deviations or variations in placement of features or circuit elements to avoid undesirable effects caused by strict regularity in a layout. Jogs may be associated with a variety of benefits. For example, jogs may reduce electromigration, reduce distortion of patterns due to optical proximity effects during the lithography process and improve alignment and registration between different layers. L-shaped oxide diffusion (OD), C-shaped OD and other types of jog OD rounding are still insufficiently covered by epitaxial region (EPI) jog rounding at N/P boundaries. For advanced nodes, EPI rounding to OD has reduced process margin that may increase EPI defect noise.
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Mar 6, 2024 21:41: Johannes Gleim Created KOG entry

Discussion

heimo (asker) Feb 21:
@ Johannes Der Absatz ist ein Teil der Kurzdarstellung der Anmeldung, in dem die im Stand der Technik auftretenden Probleme beschrieben werden. Er wird an keiner Stelle im Dokument das Lithografieverfahren näher beschrieben. "Verrundung" übernehme ich gern, Jog werde ich voraussichtlich unter Anführungszeichen unübersetzt lassen. Liebe Grüße!
heimo (asker) Feb 21:
Im Wafer verschwunden @Arne Krueger: Haha, treffend formuliert. So fühle ich mich. Es kam ein anderer Auftrag dazwischen, und jetzt sitze ich wieder im Wafer!
Arne Krueger Feb 16:
Ja. Das Thema ist einfach zu heftig. Heimo ist im Wafer verschwunden... Oder er hat bereits damit abgeschlossen. Wer weiß. Hier noch einige Anmerkungen zur Atomlithographie. Anscheinend ist die Größendimension bis heute noch nicht erforderlich geworden... Aber da ich nicht weiß, von wann und von wem dieses Dokument ist, hätte es auch gut möglich sein können...

https://www.kip.uni-heidelberg.de/Veroeffentlichungen/downlo...
Johannes Gleim Feb 16:
Nein, man ist sicher noch nicht so weit, in atomaren Dimentsionen zu lithographieren. Das liefe sowieso auch quantenmechanische Phänomene hinaus. Und dafür gibt es im Kentext keine Anheitlpunkte. Ich denke, dass Heimo dies bestätigen würde. Aber leider äußert er sich überhaupt nicht zu unseren Kommentaren und Diskussionen.
Arne Krueger Feb 13:
Ok. Also kann man davon ausgehen, dass es sich nicht um Atomlithographie handelt. Gut. Dann kann man die Informationen von Johannes weiter unten verwenden.
heimo (asker) Feb 13:
@Johannes Erwähnt werden nur Lithografie bzw. Fotolithografie. Eine Wellenlänge wird nicht angegeben.
Arne Krueger Feb 12:
Ja, das kann man nur im Kontext lösen... Also jog an sich ohne irgendwelche Angaben oder Hinweise auf Litografie oder andere Herstellungsprozesse würde ich ganz einfach als Design-Versatz ansehen. Wie auch hier:
https://www.edaboard.com/threads/may-i-please-know-what-are-...
Also sprich, eine Neuanordnung der Leiterbahnen, wenn auch nur im Nanometerbereich... Diese Neuanordnung hat dann eine Änderung der Leitfähigkeiten usw. zur Folge. Die man ja modellieren und testen kann.
Kommt nun aber irgendeine andere Information, wie zum Beispiel im vorhergehenden Satz mit Litografie, dazu, muss man bezweifeln, ob es sich hier nicht um eine Änderung der Design-Parameter auf atomarer Ebene bezieht... Und das ist genau der Punkt weshalb ich auch bei diesem Rounding so ins Eiern gekommen bin. Heimo hat bestimmt noch mehr Text dazu. Vielleicht kann er uns das gesamte Dokument zeigen. Dann macht es hoffentlich Sinn.
Björn Vrooman Feb 12:
Und wie in deiner Erklärung als auch bei heimo zu lesen, scheint der hier benannte jog weiter gefasst zu sein. Ich würde ja gerne mal wissen, wie das im unten genannten Buch gelöst wurde, sehe es aber leider nicht.

Einen schönen Tag
Björn Vrooman Feb 12:
Versatz... ...ist doch ein guter Ansatz (und vielen Dank für den Link!).

Was den Zweitpunkt betrifft, würde man wohl von "Gitterfehlanpassungen" sprechen:
"Wenn in der Heteroepitaxie zwei Materialien mit Gitterfehlanpassung aufeinander aufwachsen, führt dies zu Verspannungen und, bedingt dadurch, zur Bildung einer Verspannungsenergie. Bei kleinen Gitterfehlanpassungen wächst die Epitaxieschicht zunächst pseudomorph auf. Mit zunehmender Schichtdicke jedoch nimmt die Verspannungsenergie zu, und es wird ab einer sogenannten kritischen Schichtdicke energetisch vorteilhafter, Versetzungen auszubilden."
http://www.techniklexikon.net/d/gitterfehlanpassung/gitterfe...

Auch wieder die Epi-*Schicht*. Da kommen wir dann zum wunden Punkt. Du hast das organisch durch Erklärungen hindurch angebracht, nicht Begriffe schnell zusammengesetzt - das, was ein geschätzter Kollege vor Jahren schon als "Vokabelmechanik" bezeichnete.

Wehe den Patentanwälten (von denen ich einige kannte, da ich in der entsprechenden Abteilung gearbeitet habe), die das nachher interpretieren sollen. Patentsprache mag wörtlicher sein; es sollte dennoch Sinn ergeben.

[...]
Arne Krueger Feb 12:
Und was ich denke was Johannes mit Gittersprünge meint ist das hier:
https://en.wikipedia.org/wiki/Dislocation
Jog einfach suchen, aber der Anfangstext reicht zur Veranschaulichung auch aus. Wir reden ja hier nicht über cm- oder mm-Bereiche... Das ist schon Hightech und deshalb meiner Meinung nach eine echte "Proz"-Frage. :)
Arne Krueger Feb 12:
Mit Jog ist hier im weitesten Sinne einfach Versatz zu verstehen. Und zwar Versatz zum ursprünglichen Design. Das kann aber auch Änderungen in den Spezifikationen der Leiterbahnen oder der darin verwendeten Substanzen (Stichwort Änderung von Parametern im Herstellungsprozess) beinhalten. Also quasi eine Manipulation der vorher festgelegten Herstellungsdaten zur "Verbesserung" (oder Verschlechterung) der Eigenschaften. Darum geht es ja auch in dem Text.
https://de.wikipedia.org/wiki/Design_Rule_Check
https://www.synopsys.com/glossary/what-is-design-rule-checki...
Björn Vrooman Feb 12:
Bei... ...den jogs gibt es hier eine Kurzerklärung, wenn auch kein muttersprachliches Patent:
"A new design method for custom LSI layouts is presented. This method is based on layout compaction with automatic jog (wiring bend) insertion in the layout."
https://waseda.elsevierpure.com/en/publications/compaction-b...

Wenn ich mir die folgenden Stellen anschaue, sehe ich auch nicht, wo da irgendwelche "Sprünge" vorkommen sollen:
https://www.edaboard.com/threads/what-is-meant-by-jog-insert...
https://www.edaboard.com/threads/may-i-please-know-what-are-...

Oder am Besten hier unter "Submetal rules—oxide diffusion jogs" zu sehen:
https://semiwiki.com/eda/6139-a-new-world-of-10nm-design-con...

Es gibt das Buch "Grundlagen des Layoutentwurfs elektronischer Schaltungen" - da kommt "Jog" vor, allerdings unübersetzt im Index (keine Vorschau):
https://www.ifte.de/books/pd_dt/pd_dt_index.pdf

Es gibt aber die Möglichkeit, auf die Grafiken daraus zuzugreifen und dort wird Arnes Ätzen erwähnt, vor allem in:
https://www.ifte.de/books/pd_dt/Kap2_Bilder.pdf

Vielleicht hilfts. Eine gute Nacht.
Björn Vrooman Feb 12:
Dem Folgenden... ...hätte ich mich eigentlich angeschlossen: "in heimos Text einfach zu schwammig"; das Problem ist ja, dass dies wohl wieder eine Übersetzung von einer Übersetzung wird.

Die Originalpatente sind dabei aus Fernost und verwenden Vokabeln, die so kaum in anderen Schriftstücken Erwähnung finden werden. War ja bei der letzten Frage nicht anders; die "strap cells" dort waren mit Sicherheit "tap cells" (ein gefundenes Original-US-Patent mit "strap cells" sah nicht so aus, als ob es heimos letzter Erklärung entspricht).

Auch hier wird es bspw. bei "P/N boundaries" eher um "p-n junction" (p-n-Übergang) gehen und bei EPI um Epitaxie bzw. die Epitaxieschicht gehen (beides auch in Arnes und anderen Dokumenten zu finden):
"In semiconductors, the p-n junction is formed through the diffusion of dopants, ion implantation, or epitaxy. Epitaxy involves growing a crystal-doped layer with one dopant type on top of a crystal-doped layer of another dopant type."
https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=22739

Die Autoren aus der oben genannten Region scheinen sich nur aus irgendeinem Grund auf "region" als Allseitswort eingeschossen zu haben.

[...]
Arne Krueger Feb 11:
Ja, also wo ich tatsächlich hänge ist die Definition von "rounding"... Wie Johannes unten angeführt hat, kann man das auf Seite 81 in dem von mir eingestellten Dokument nachlesen. Ich weiß aber nicht, ob sich das nicht doch auf den Begriff "Etching" bezieht, der auch ein Produktionsschritt dabei ist. Und zwar ein äußert wichtiger. Er ist für die Anpassung an die Design-Parameter wichtig. Aber da muss ich ganz ehrlich sagen, muss ich passen. Da ist mir dieses Wort "rounding" in heimos Text einfach zu schwammig.
Johannes Gleim Feb 11:
@ Heimo Ich habe schon einige erste erste Fundstellen zu der Frage, würde aber gerne noch wissen, welches Lithographiverfahren bei welcher Wellenlänge verwendet wird, um die bisherigen Ergebnisse abzusichern und zu verfeinern.

Proposed translations

+1
9 hrs
Selected

Verrunden der -Gittersprünge im Epitaxialbereich

epitaxial region / Epitaxialgebiet
jog / Sprung, Versetzungssprung (Kristallgitter)
oxide diffusion mask / Oxiddiffusionsmaske
registration (Maskentechnik) / Deckungsgenauigkeit, Übereinstimmung
(Budig, Fachwörterbuch Elektrotechnik und Elektronik)

Epitaxie (von altgriechisch ἐπί epí „auf, über“ und τάξις taxis, „Ordnung, Ausrichtung“) ist eine Form des Kristallwachstums, welche beim Aufwachsen von Kristallen auf kristallinen Substraten auftreten kann. Man spricht von Epitaxie, wenn mindestens eine kristallographische Orientierung des wachsenden Kristalls (der wachsenden Kristalle) einer Orientierung des kristallinen Substrates entspricht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Epitaxie

Zwischenzeitlich hat Arne eine wertvolle Quelle in die Diskussion gestellt, die m.En.n. sehr gut zu meinen bisherigen Ergebnissen passt:

Zitate aus Arnes Referenz:

5.2.3 Elektromigration
Bei hohen Stromdichten (Stromfluss pro Fläche) tritt eine Reibung zwischen den Elektronen und den festen Atomrümpfen auf, die Atome werden von ihren Plätzen wegbewegt. Besonders an Stellen mit geringem Leiterbahnquerschnitt ist die Stromdichte erhöht, durch die Verschiebung der Atome nimmt der Querschnitt ab, die Stromdichte steigt weiter an. Insbesondere an Kanten über die die Leiterbahnen verlaufen sind solche Engstellen zu finden. Im Extremfall reißen die Aluminiumleiterbahnen durch den Materialtransport ab.

5.2.4 Hillockwachstum
Durch die Elektromigration wird Material verschoben und an Stellen geringer Stromdichte angehäuft. Durch diese so genannten Hillocks (Hügel) können darüber liegende Schichten durchbrochen werden, was zu einem Kurzschluss mit einer anderen Metallisierungsebene führen kann, außerdem kann Feuchtigkeit durch die Risse eindringen und Korrosion verursachen. Hillocks entstehen aber auch auf Grund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der Materialien. Die Stoffe dehnen sich bei Temperaturänderungen unterschiedlich aus, und es entstehen Spannungen zwischen den Schichten.
Mit Ausgleichsschichten, die einen „mittleren“ Ausdehnungskoeffizienten haben, kann dieses Problem gelöst werden (z.B. Titan, Titannitrid).
Weitere negative Effekte die bei der Metallisierung auftreten können:
• Streubelichtung: das Metall kann bei unebenen Oberflächen einfallende Lichtstrahlen bei der Belichtung schräg reflektieren, so dass auch Bereiche neben der eigentlichen Belichtung belichtet werden. Mit Hilfe einer Antireflexschicht aus amorphem Silicium wird die Reflexion verhindert
• Schlechte Kantenabdeckung: an Kanten kann es zu vermehrtem, in Ecken zu vermindertem Aufwachsen der Schicht kommen. Die Kanten müssen deshalb verrundet werden:
https://www.halbleiter.org/pdf/de/halbleitertechnologie/Halb...

Damit kann er fragliche Kontextsatz vorläufig wie folgt übersetzt werden:

L-shaped oxide diffusion, C-shaped oxide diffusion and other types of jog oxide diffusion rounding are still insufficiently covered by epitaxial region (EPI) jog rounding at N/P boundaries.
=>
Die L-förmige Oxiddiffusion (OD), die C-förmige Oxiddiffusion und andere Arten der Gittersprung-Oxiddiffusion werden durch das Verrunden der -Gittersprünge im Epitaxialbereich an den N/P-Grenzen noch nicht ausreichend abgedeckt.

Trotzdem wäre es noch sinnvoll, Informationen zu der angewendeten Lithographietechnik und der benutzten Wellenlänge zu erhalten.

--------------------------------------------------
Note added at 10 Stunden (2024-02-11 21:20:20 GMT)
--------------------------------------------------

Zwischenzeitlich hat der Frager angemerkt, dass es sich beim Verrunden vermutlich um ein Ätzverfahren handele. Dies kann aus meiner Erfahrung und einiger Referenzen bestätigt werden.

Elektrolytisches Glätten, Entgraten und Verrunden von Kanten an Bauteilen mittels Spezialelektrolyten.
mtu-maintenance.com
Electrolytic smoothing, deburring and rounding of component edges using special-purpose electrolytes.
https://www.linguee.de/deutsch-englisch/uebersetzung/elektro...

7.6. (D2) liegt auch eine Aufgabestellung zugrunde, nämlich Beseitigung des "Blechmantels" bei Grauguß (gebildet aus Schleifgrat, losen Schleifpartikeln und ggf. Graphitfreilegungen), die in eine andere Richtung weist als die dem Streitpatent objektiv zugrundeliegende Aufgabe, die zum Ziel hat, Plateauflächen der Silizium-Kristalle zu erhalten, ohne diese zu verrunden.
https://www.epo.org/de/boards-of-appeal/decisions/t950398du1

Fertigung einer Bedampfungsmaske durch Mikrobohren und Nutzung des Elektropolierens zur Gratentfernung
:
Sollen hingegen mehrere Substrate mit festem Design bedampft werden, bieten Ätzen und lithographische Verfahren Vorteile [8].
:
Nachdem die gesamte Fläche der Bedampfungsmaske elektropoliert worden war, wurde das Ergebnis abschließend im Rasterelektronenmikroskop untersucht. Abb. 13 und Abb. 14 zeigen, dass sogar auf der extrem gratbehafteten Unterseite der Bedampfungsmaske der Grat vollständig entfernt werden konnte ohne die Kanten der Bohrung unzulässig zu verrunden.
https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd...

Eine senkrechte Ätzung in das Silizium für die Kastenprofile der Wellenleiter kann auf verschiedene Weisen erreicht werden. Deren hauptsächliche Vor- und Nachteile sind:
Ionenätzen, Abtrag durch Ionenbeschuss: langsam, hohe Substratbelastung, geringe Selektivität, viele Materialsysteme möglich.
Kyro-Ätzen, trockenchemisches Ätzen bei tiefen Temperaturen: Metall oder Oxidmaske notwendig, thermische Substratbelastung.
• Bosch-Prozess: zeitgeschaltetes trockenchemisches Ätzen und Passivieren, dadurch entstehen wellenförmige Rauhigkeiten, mit Photolack maskierbar.
:
Die Ecken der Ober- und Unterseite des Wellenleiterkerns verrunden durch die thermische Oxidation. Dadurch wird der Wellenleiterkern an die Form der Moden angepasst.
https://tore.tuhh.de/dspace-cris-server/api/core/bitstreams/...
Peer comment(s):

agree Arne Krueger : Hm... Aber dann würde ich es so schreiben: "Verrunden (im Ätzverfahren) der Gittersprünge im Epitaxialbereich".
2 hrs
Danke für die Anregung!
Something went wrong...
4 KudoZ points awarded for this answer. Comment: "Herzlichen Dank Euch allen für die ausführlichen Antworten! "
7 hrs

Ausführung in einer Oxiddiffusion (OD)-Schicht

I am not sure if your text is the original English text or maybe there's some typo(s), so I went with the assumption that "rounding" was actually meant to be "rounding out" - as in "completion/execution".
Also, see https://medium.com/@aestein/tsmc-65nm-layers-used-for-a-sing... as an example for "oxide diffusion layer"
Peer comment(s):

neutral Arne Krueger : Yes, I think rounding should mean etching here.
1 hr
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