PROJEKTIRANJE POLUVODIČKIH MATERIJALA

Naši inženjeri dizajna poluvodičkih materijala koriste specifične softverske module koji pružaju namjenske alate za analizu rada poluvodičkih uređaja na razini temeljne fizike. Takvi se moduli temelje na jednadžbama drift-difuzije, koristeći izotermne ili neizotermne transportne modele. Takvi softverski alati korisni su za simulaciju niza praktičnih uređaja, uključujući bipolarne tranzistore (BJT), tranzistore s efektom polja metal-poluvodič (MESFET), tranzistore s efektom polja metal-oksid-poluvodič (MOSFET), bipolarne tranzistore s izoliranim vratima ( IGBT-ovi), Schottky diode i PN spojevi. Multifizički efekti igraju važnu ulogu u performansama poluvodičkih uređaja. S tako moćnim softverskim alatima možemo jednostavno stvoriti modele koji uključuju višestruke fizičke učinke. Na primjer, toplinski učinci unutar uređaja za napajanje mogu se simulirati pomoću sučelja fizike prijenosa topline. Optički prijelazi mogu se ugraditi za simulaciju niza uređaja kao što su solarne ćelije, diode koje emitiraju svjetlost (LED) i fotodiode (PD). Naš softver za poluvodiče koristi se za modeliranje poluvodičkih uređaja s mjerilima duljine od 100 nm ili više. Unutar softvera postoji niz fizičkih sučelja – alata za primanje ulaznih podataka modela za opisivanje skupa fizikalnih jednadžbi i rubnih uvjeta, kao što su sučelja za modeliranje transporta elektrona i rupa u poluvodičkim uređajima, njihovo elektrostatičko ponašanje… itd. Poluvodičko sučelje eksplicitno rješava Poissonovu jednadžbu u kombinaciji s jednadžbama kontinuiteta za koncentracije nositelja naboja elektrona i šupljine. Možemo odabrati rješavanje modela metodom konačnih volumena ili metodom konačnih elemenata. Sučelje uključuje modele materijala za poluvodičke i izolacijske materijale, uz rubne uvjete za omske kontakte, Schottkyjeve kontakte, vrata i širok raspon elektrostatičkih rubnih uvjeta. Značajke unutar sučelja opisuju svojstvo mobilnosti jer je ograničeno raspršivanjem nosača unutar materijala. Softverski alat uključuje nekoliko unaprijed definiranih modela mobilnosti i opciju za izradu prilagođenih, korisnički definiranih modela mobilnosti. Obje ove vrste modela mogu se kombinirati na proizvoljan način. Svaki model mobilnosti definira izlaznu mobilnost elektrona i šupljina. Izlazna mobilnost može se koristiti kao ulaz za druge modele mobilnosti, dok se jednadžbe mogu koristiti za kombiniranje mobilnosti. Sučelje također sadrži značajke za dodavanje Augerove, izravne i Shockley-Read Hallove rekombinacije poluvodičkoj domeni ili omogućuje određivanje naše vlastite brzine rekombinacije. Za modeliranje poluvodičkih elemenata potrebno je odrediti distribuciju dopinga. Naš softverski alat nudi značajku doping modela za to. Mogu se specificirati konstantni kao i profili dopinga koje smo definirali ili se može koristiti približni Gaussov profil dopinga. Možemo uvesti podatke i iz vanjskih izvora. Naš softverski alat nudi poboljšane mogućnosti elektrostatike. Postoji baza podataka materijala sa svojstvima za nekoliko materijala.

 

TCAD PROCESA i TCAD UREĐAJA

Tehnološki računalno potpomognuti dizajn (TCAD) odnosi se na korištenje računalnih simulacija razvoja i optimiziranja tehnologija i uređaja za obradu poluvodiča. Modeliranje proizvodnje naziva se Process TCAD, dok se modeliranje rada uređaja naziva Device TCAD. Alati za simulaciju procesa i uređaja TCAD podržavaju širok raspon aplikacija kao što su CMOS, napajanje, memorija, senzori slike, solarne ćelije i analogni/RF uređaji. Na primjer, ako razmišljate o razvoju vrlo učinkovitih složenih solarnih ćelija, razmatranje komercijalnog TCAD alata može vam uštedjeti vrijeme razvoja i smanjiti broj skupih probnih izvođenja. TCAD pruža uvid u temeljne fizičke fenomene koji u konačnici utječu na izvedbu i prinos. Međutim, korištenje TCAD-a zahtijeva kupnju i licenciranje softverskih alata, vrijeme za učenje TCAD alata, a još više postaje profesionalac i tečno se služi alatom. To može biti jako skupo i teško ako nećete koristiti ovaj softver na trajnoj ili dugoročnoj osnovi. U tim slučajevima možemo vam pomoći nudeći usluge naših inženjera koji koriste ove alate svakodnevno. Kontaktirajte nas za više informacija.

 

PROJEKTIRANJE POLUVODIČKIH PROCESA

Postoje brojne vrste opreme i procesa koji se koriste u industriji poluvodiča. Nije lako niti dobra ideja uvijek razmišljati o kupnji sustava "ključ u ruke" koji se nudi na tržištu. Ovisno o primjeni i razmatranim materijalima, poluvodičku osnovnu opremu treba pažljivo odabrati i integrirati u proizvodnu liniju. Potrebni su visoko specijalizirani i iskusni inženjeri za izgradnju proizvodne linije za proizvođača poluvodičkih uređaja. Naši iznimni procesni inženjeri mogu vam pomoći dizajniranjem prototipa ili linije za masovnu proizvodnju koja odgovara vašem proračunu. Možemo vam pomoći odabrati najprikladnije procese i opremu koji ispunjavaju vaša očekivanja. Objasnit ćemo vam prednosti određene opreme i pomoći vam kroz faze uspostavljanja vaše linije za izradu prototipa ili masovnu proizvodnju. Možemo vas obučiti o znanju i pripremiti vas za upravljanje vašom linijom. Sve ovisi o vašim potrebama. Možemo formulirati najbolje rješenje od slučaja do slučaja. Neke od glavnih vrsta opreme koja se koristi u proizvodnji poluvodičkih uređaja su fotolitografski alati, sustavi taloženja, sustavi za jetkanje, razni alati za testiranje i karakterizaciju… itd. Većina ovih alata ozbiljna su ulaganja i korporacije ne mogu tolerirati pogrešne odluke, osobito tvornice u kojima čak i nekoliko sati zastoja može biti razorno. Jedan od izazova s kojima se mogu suočiti mnoga postrojenja jest osigurati da njihova infrastruktura postrojenja bude prikladna za smještaj opreme za proces poluvodiča. Mnogo toga treba pažljivo pregledati prije donošenja čvrste odluke o instaliranju određene opreme ili alata za klaster, uključujući trenutnu razinu čiste sobe, nadogradnju čiste sobe ako je potrebno, planiranje energetskih i plinovodnih vodova, ergonomiju, sigurnost , operativna optimizacija… itd. Prvo razgovarajte s nama prije nego što uđete u ova ulaganja. Pregled vaših planova i projekata od strane naših iskusnih inženjera i menadžera tvornica poluvodiča samo će pozitivno doprinijeti vašim poslovnim nastojanjima.

 

ISPITIVANJE POLUVODIČKIH MATERIJALA I UREĐAJA

Slično kao i tehnologije obrade poluvodiča, ispitivanje i kontrola kvalitete poluvodičkih materijala i uređaja zahtijeva visoko specijaliziranu opremu i inženjersko znanje i iskustvo. Mi služimo našim klijentima u ovom području pružanjem stručnih smjernica i savjetovanja o vrsti ispitne i mjeriteljske opreme koja je najbolja i najekonomičnija za određenu primjenu, određivanjem i provjerom prikladnosti infrastrukture u objektu kupca… itd. Razina kontaminacije čiste sobe, vibracije na podu, smjerovi cirkulacije zraka, kretanje ljudi,… itd. sve treba pažljivo procijeniti i evaluirati. Također možemo neovisno testirati vaše uzorke, pružiti detaljnu analizu, utvrditi glavni uzrok kvara… itd. kao vanjski ugovorni pružatelj usluga. Od testiranja prototipa do proizvodnje u punom opsegu, možemo vam pomoći osigurati čistoću početnih materijala, možemo pomoći u smanjenju vremena razvoja i riješiti probleme s prinosom u okruženju proizvodnje poluvodiča.

 

Naši inženjeri poluvodiča koriste sljedeći softver i alate za simulaciju za dizajn procesa poluvodiča i uređaja:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL poluvodički modul

 

Imamo pristup širokom rasponu napredne laboratorijske opreme za razvoj i testiranje poluvodičkih materijala i uređaja, uključujući:

• Sekundarna ionska spektrometrija mase (SIMS), vrijeme leta SIMS (TOF-SIMS)

• Transmisijska elektronska mikroskopija – skenirajuća transmisijska elektronska mikroskopija (TEM-STEM)

• Skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM)

• X-zraka fotoelektronska spektroskopija – elektronska spektroskopija za kemijsku analizu (XPS-ESCA)

• Gel permeacijska kromatografija (GPC)

• Tekuća kromatografija visoke učinkovitosti (HPLC)

• Plinska kromatografija – spektrometrija mase (GC-MS)

• Masena spektrometrija induktivno spregnute plazme (ICP-MS)

• Masena spektrometrija s tinjajućim pražnjenjem (GDMS)

• Laserska ablacija induktivno spregnute plazme masene spektrometrije (LA-ICP-MS)

• Masena spektrometrija tekućinske kromatografije (LC-MS)

• Augerova elektronska spektroskopija (AES)

• Energy Dispersion Spectroscopy (EDS)

• Infracrvena spektroskopija Fourierove transformacije (FTIR)

• Spektroskopija gubitka energije elektrona (EELS)

• Spektroskopija optičke emisije induktivno spregnute plazme (ICP-OES)

• Raman

• X-zraka difrakcija (XRD)

• X-zraka fluorescencija (XRF)

• Mikroskopija atomske sile (AFM)

• Dual Beam - Fokusirana ionska zraka (Dual Beam – FIB)

• Difrakcija povratnog raspršenja elektrona (EBSD)

• Optička profilometrija

• Analiza zaostalog plina (RGA) i unutarnji sadržaj vodene pare

• Instrumentalna analiza plina (IGA)

• Rutherfordova spektrometrija povratnog raspršenja (RBS)

• Totalna refleksija rendgenske fluorescencije (TXRF)

• Specularna rendgenska refleksija (XRR)

• Dinamička mehanička analiza (DMA)

• Destruktivna fizikalna analiza (DPA) u skladu sa zahtjevima MIL-STD

• Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC)

• Termogravimetrijska analiza (TGA)

• Termomehanička analiza (TMA)

• Rendgen u stvarnom vremenu (RTX)

• Skenirajuća akustična mikroskopija (SAM)

• Testovi za procjenu elektroničkih svojstava

• Fizička i mehanička ispitivanja

• Ostali toplinski testovi po potrebi

• Komore za zaštitu okoliša, testovi starenja

 

Neki od uobičajenih testova koje provodimo na poluvodičima i uređajima napravljenim od njih su:

• Procjena učinkovitosti čišćenja kvantificiranjem površinskih metala na poluvodičkim pločicama

• Identificiranje i lociranje nečistoća u tragovima i kontaminacije česticama u poluvodičkim uređajima

• Mjerenje debljine, gustoće i sastava tankih filmova

• Karakterizacija doze dopanta i oblika profila, kvantificiranje mase dopanata i nečistoća

• Ispitivanje strukture presjeka IC

• Dvodimenzionalno mapiranje matričnih elemenata u poluvodičkom mikrouređaju skenirajućom transmisijskom elektronskom mikroskopijom - spektroskopijom gubitka energije elektrona (STEM-EELS)

• Identifikacija kontaminacije na sučeljima pomoću Augerove elektronske spektroskopije (FE-AES)

• Vizualizacija i kvantitativna procjena morfologije površine

• Identificiranje zamagljenosti i diskoloracije vafla

• ATE inženjering i testiranje za proizvodnju i razvoj

• Ispitivanje poluvodičkih proizvoda, kvalifikacija ugradnje i pouzdanosti kako bi se osigurala ispravnost IC-a