CONCEPTION DE MATÉRIAUX SEMI-CONDUCTEURS

Nos ingénieurs en conception de matériaux semi-conducteurs utilisent des modules logiciels spécifiques qui fournissent des outils dédiés à l'analyse du fonctionnement des dispositifs semi-conducteurs au niveau de la physique fondamentale. Ces modules sont basés sur les équations de dérive-diffusion, en utilisant des modèles de transport isothermes ou non isothermes. Ces outils logiciels sont utiles pour simuler une gamme de dispositifs pratiques, y compris les transistors bipolaires (BJT), les transistors à effet de champ métal-semi-conducteur (MESFET), les transistors à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET), les transistors bipolaires à grille isolée ( IGBT), diodes Schottky et jonctions PN. Les effets multiphysiques jouent un rôle important dans les performances des dispositifs semi-conducteurs. Avec des outils logiciels aussi puissants, nous pouvons facilement créer des modèles impliquant de multiples effets physiques. Par exemple, les effets thermiques au sein d'un dispositif de puissance peuvent être simulés à l'aide d'une interface physique de transfert de chaleur. Des transitions optiques peuvent être incorporées pour simuler une gamme de dispositifs tels que des cellules solaires, des diodes électroluminescentes (LED) et des photodiodes (PD). Notre logiciel de semi-conducteur est utilisé pour modéliser des dispositifs semi-conducteurs avec des échelles de longueur de 100 nm ou plus. Dans le logiciel, il existe un certain nombre d'interfaces physiques - des outils pour recevoir des entrées de modèle pour décrire un ensemble d'équations physiques et de conditions aux limites, telles que des interfaces pour modéliser le transport des électrons et des trous dans les dispositifs semi-conducteurs, leur comportement électrostatique... etc. L'interface semi-conductrice résout explicitement l'équation de Poisson en conjonction avec les équations de continuité pour les concentrations de porteurs de charge d'électrons et de trous. Nous pouvons choisir de résoudre un modèle avec la méthode des volumes finis ou la méthode des éléments finis. L'interface comprend des modèles de matériaux pour les matériaux semi-conducteurs et isolants, en plus des conditions aux limites pour les contacts ohmiques, les contacts Schottky, les grilles et une large gamme de conditions aux limites électrostatiques. Les caractéristiques de l'interface décrivent la propriété de mobilité car elle est limitée par la dispersion des porteurs dans le matériau. L'outil logiciel comprend plusieurs modèles de mobilité prédéfinis et la possibilité de créer des modèles de mobilité personnalisés définis par l'utilisateur. Ces deux types de modèles peuvent être combinés de manière arbitraire. Chaque modèle de mobilité définit une mobilité d'électron et de trou de sortie. La mobilité de sortie peut être utilisée comme entrée pour d'autres modèles de mobilité, tandis que les équations peuvent être utilisées pour combiner les mobilités. L'interface contient également des fonctionnalités permettant d'ajouter la recombinaison Auger, Direct et Shockley-Read Hall à un domaine semi-conducteur, ou permet de spécifier notre propre taux de recombinaison. La distribution du dopage doit être spécifiée pour la modélisation des dispositifs semi-conducteurs. Notre outil logiciel fournit une fonctionnalité de modèle de dopage pour ce faire. Des profils constants ainsi que des profils de dopage définis par nous peuvent être spécifiés, ou un profil de dopage gaussien approximatif peut être utilisé. Nous pouvons également importer des données à partir de sources externes. Notre outil logiciel offre des capacités électrostatiques améliorées. Une base de données de matériaux existe avec des propriétés pour plusieurs matériaux.

 

PROCESS TCAD et DEVICE TCAD

La conception assistée par ordinateur (TCAD) fait référence à l'utilisation de simulations informatiques pour développer et optimiser les technologies et dispositifs de traitement des semi-conducteurs. La modélisation de la fabrication est appelée Process TCAD, tandis que la modélisation du fonctionnement du dispositif est appelée Device TCAD. Les outils de simulation de processus et de dispositifs TCAD prennent en charge une large gamme d'applications telles que CMOS, l'alimentation, la mémoire, les capteurs d'image, les cellules solaires et les dispositifs analogiques/RF. Par exemple, si vous envisagez de développer des cellules solaires complexes hautement efficaces, l'utilisation d'un outil TCAD commercial peut vous faire gagner du temps de développement et réduire le nombre d'essais de fabrication coûteux. TCAD donne un aperçu des phénomènes physiques fondamentaux qui ont finalement un impact sur les performances et le rendement. Cependant, l'utilisation de TCAD nécessite l'achat et la licence des outils logiciels, du temps pour apprendre l'outil TCAD, et encore plus devenir professionnel et fluide avec l'outil. Cela peut être très coûteux et difficile si vous n'utilisez pas ce logiciel de manière continue ou à long terme. Dans ces cas, nous pouvons vous aider en vous offrant le service de nos ingénieurs qui utilisent ces outils au quotidien. Contactez-nous pour plus d'informations.

 

CONCEPTION DE PROCESSUS SEMI-CONDUCTEURS

Il existe de nombreux types d'équipements et de processus utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs. Ce n'est ni facile ni une bonne idée de toujours envisager l'achat d'un système clé en main offert sur le marché. En fonction de l'application et des matériaux considérés, les biens d'équipement semi-conducteurs doivent être soigneusement choisis et intégrés dans une chaîne de production. Des ingénieurs hautement spécialisés et expérimentés sont nécessaires pour construire une ligne de production pour un fabricant de dispositifs à semi-conducteurs. Nos ingénieurs de procédés exceptionnels peuvent vous aider en concevant une ligne de prototypage ou de production de masse adaptée à votre budget. Nous pouvons vous aider à choisir les procédés et les équipements les plus adaptés à vos attentes. Nous vous expliquerons les avantages de certains équipements et vous accompagnerons tout au long des phases de mise en place de votre ligne de prototypage ou de production en série. Nous pouvons vous former sur le savoir-faire et vous préparer à exploiter votre ligne. Tout dépend de vos besoins. Nous pouvons formuler la meilleure solution au cas par cas. Certains principaux types d'équipements utilisés dans la fabrication de dispositifs à semi-conducteurs sont les outils photolithographiques, les systèmes de dépôt, les systèmes de gravure, divers outils de test et de caractérisation, etc. La plupart de ces outils sont des investissements sérieux et les entreprises ne peuvent tolérer de mauvaises décisions, en particulier les fabs où même quelques heures d'arrêt peuvent être dévastatrices. L'un des défis auxquels de nombreuses installations peuvent être confrontées est de s'assurer que leur infrastructure est adaptée pour accueillir l'équipement de traitement des semi-conducteurs. Beaucoup de choses doivent être examinées attentivement avant de prendre une décision ferme sur l'installation d'un équipement particulier ou d'un outil de cluster, y compris le niveau actuel de la salle blanche, la mise à niveau de la salle blanche si nécessaire, la planification des conduites d'alimentation et de gaz précurseur, l'ergonomie, la sécurité , optimisation opérationnelle….etc. Parlez-nous d'abord avant de vous lancer dans ces investissements. Faire examiner vos plans et projets par nos ingénieurs et responsables chevronnés de fabrication de semi-conducteurs ne fera que contribuer positivement à vos efforts commerciaux.

 

TEST DES MATÉRIAUX ET DISPOSITIFS SEMI-CONDUCTEURS

À l'instar des technologies de traitement des semi-conducteurs, les tests et le contrôle qualité des matériaux et dispositifs semi-conducteurs nécessitent un équipement hautement spécialisé et un savoir-faire en ingénierie. Nous servons nos clients dans ce domaine en fournissant des conseils d'experts et des conseils sur le type d'équipement de test et de métrologie qui est le meilleur et le plus économique pour une application particulière, en déterminant et en vérifiant l'adéquation de l'infrastructure chez le client…..etc. Les niveaux de contamination de la salle blanche, les vibrations au sol, les sens de circulation de l'air, les déplacements de personnes,….etc. tous doivent être soigneusement évalués et évalués. Nous pouvons également tester vos échantillons de manière indépendante, fournir une analyse détaillée, déterminer la cause première de la défaillance… etc. en tant que prestataire de services sous contrat extérieur. Des tests de prototypes à la production à grande échelle, nous pouvons vous aider à garantir la pureté des matériaux de départ, nous pouvons vous aider à réduire le temps de développement et à résoudre les problèmes de rendement dans l'environnement de fabrication des semi-conducteurs.

 

Nos ingénieurs en semi-conducteurs utilisent les logiciels et outils de simulation suivants pour la conception de processus et de dispositifs de semi-conducteurs :

• ANSYS RedHawk / Extracteur Q3D / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• Module semi-conducteur COMSOL

 

Nous avons accès à une large gamme d'équipements de laboratoire avancés pour développer et tester des matériaux et dispositifs semi-conducteurs, notamment :

• Spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS), temps de vol SIMS (TOF-SIMS)

• Microscopie électronique à transmission – Microscopie électronique à transmission à balayage (TEM-STEM)

• Microscopie électronique à balayage (MEB)

• Spectroscopie photoélectronique à rayons X - Spectroscopie électronique pour l'analyse chimique (XPS-ESCA)

• Chromatographie par perméation de gel (GPC)

• Chromatographie Liquide Haute Performance (HPLC)

• Chromatographie en phase gazeuse – Spectrométrie de masse (GC-MS)

• Spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS)

• Spectrométrie de masse à décharge luminescente (GDMS)

• Spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif par ablation laser (LA-ICP-MS)

• Chromatographie Liquide Spectrométrie de Masse (LC-MS)

• Spectroscopie Electronique Auger (AES)

• Spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS)

• Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)

• Spectroscopie de perte d'énergie électronique (EELS)

• Spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES)

• Raman

• Diffraction des rayons X (DRX)

• Fluorescence des rayons X (XRF)

• Microscopie à force atomique (AFM)

• Faisceau double - Faisceau ionique focalisé (Faisceau double - FIB)

• Diffraction par rétrodiffusion d'électrons (EBSD)

• Profilométrie optique

• Analyse des gaz résiduels (RGA) et teneur interne en vapeur d'eau

• Analyse instrumentale des gaz (IGA)

• Spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford (RBS)

• Fluorescence des rayons X à réflexion totale (TXRF)

• Réflectivité spéculaire des rayons X (XRR)

• Analyse Mécanique Dynamique (DMA)

• Analyse physique destructive (DPA) conforme aux exigences MIL-STD

• Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

• Analyse thermogravimétrique (ATG)

• Analyse thermomécanique (TMA)

• Radiographie en temps réel (RTX)

• Microscopie acoustique à balayage (SAM)

• Tests pour évaluer les propriétés électroniques

• Essais physiques et mécaniques

• Autres tests thermiques au besoin

• Chambres environnementales, Tests de vieillissement

 

Certains des tests courants que nous effectuons sur les semi-conducteurs et les dispositifs qui en sont constitués sont :

• Évaluation de l'efficacité du nettoyage en quantifiant les métaux de surface sur des tranches de semi-conducteur

• Identification et localisation des impuretés à l'état de traces et de la contamination particulaire dans les dispositifs à semi-conducteurs

• Mesure de l'épaisseur, de la densité et de la composition de couches minces

• Caractérisation de la dose de dopant et de la forme du profil, quantification des dopants en vrac et des impuretés

• Examen de la structure transversale des CI

• Cartographie bidimensionnelle d'éléments matriciels dans un microdispositif semi-conducteur par microscopie électronique à transmission à balayage-spectroscopie de perte d'énergie électronique (STEM-EELS)

• Identification de la contamination aux interfaces à l'aide de la spectroscopie électronique Auger (FE-AES)

• Visualisation et évaluation quantitative de la morphologie de surface

• Identification du trouble et de la décoloration des plaquettes

• Ingénierie et essais ATE pour la production et le développement

• Test de produits semi-conducteurs, rodage et qualification de fiabilité pour assurer l'adéquation du circuit intégré