HALFGELEIDER MATERIAALONTWERP

Onze ontwerpingenieurs voor halfgeleidermateriaal gebruiken specifieke softwaremodules die specifieke hulpmiddelen bieden voor de analyse van de werking van halfgeleiderapparaten op fundamenteel fysica-niveau. Dergelijke modules zijn gebaseerd op de drift-diffusievergelijkingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van isotherme of niet-isotherme transportmodellen. Dergelijke softwaretools zijn handig voor het simuleren van een reeks praktische apparaten, waaronder bipolaire transistors (BJT's), metaal-halfgeleider-veldeffecttransistoren (MESFET's), metaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistoren (MOSFET's), bipolaire transistors met geïsoleerde poort ( IGBT's), Schottky-diodes en PN-overgangen. Multifysische effecten spelen een belangrijke rol bij de prestaties van halfgeleiderapparaten. Met zulke krachtige softwaretools kunnen we eenvoudig modellen maken met meerdere fysieke effecten. Thermische effecten binnen een vermogensapparaat kunnen bijvoorbeeld worden gesimuleerd met behulp van een fysica-interface voor warmteoverdracht. Optische overgangen kunnen worden ingebouwd om een reeks apparaten te simuleren, zoals zonnecellen, light-emitting diodes (LED's) en fotodiodes (PD's). Onze halfgeleidersoftware wordt gebruikt voor het modelleren van halfgeleiderapparaten met lengteschalen van 100 nm of meer. Binnen de software is er een aantal fysica-interfaces - hulpmiddelen voor het ontvangen van modelinvoer om een reeks fysieke vergelijkingen en randvoorwaarden te beschrijven, zoals interfaces voor het modelleren van het transport van elektronen en gaten in halfgeleiderapparaten, hun elektrostatisch gedrag ... enz. De halfgeleiderinterface lost de Poisson-vergelijking op in combinatie met de continuïteitsvergelijkingen voor zowel de elektronen- als de gatladingsdragerconcentraties expliciet. We kunnen kiezen voor het oplossen van een model met de eindige volume methode of de eindige elementen methode. De interface omvat materiaalmodellen voor halfgeleidende en isolerende materialen, naast randvoorwaarden voor ohmse contacten, Schottky-contacten, poorten en een breed scala aan elektrostatische randvoorwaarden. Functies binnen de interface beschrijven de mobiliteitseigenschap omdat deze wordt beperkt door de verstrooiing van dragers in het materiaal. De softwaretool bevat verschillende vooraf gedefinieerde mobiliteitsmodellen en de mogelijkheid om aangepaste, door de gebruiker gedefinieerde mobiliteitsmodellen te maken. Beide typen modellen kunnen op willekeurige manieren worden gecombineerd. Elk mobiliteitsmodel definieert een uitgangselektronen- en gatenmobiliteit. De output mobiliteit kan gebruikt worden als input voor andere mobiliteitsmodellen, terwijl vergelijkingen gebruikt kunnen worden om mobiliteiten te combineren. De interface bevat ook functies om Auger-, Direct- en Shockley-Read Hall-recombinatie toe te voegen aan een halfgeleidend domein, of maakt het mogelijk om onze eigen recombinatiesnelheid te specificeren. Dopingdistributie moet worden gespecificeerd voor het modelleren van halfgeleiderinrichtingen. Onze softwaretool biedt hiervoor een dopingmodelfunctie. Zowel constante als door ons gedefinieerde dopingprofielen kunnen worden gespecificeerd, of een benaderend Gaussiaans dopingprofiel kan worden gebruikt. We kunnen ook gegevens uit externe bronnen importeren. Onze softwaretool biedt verbeterde mogelijkheden voor elektrostatica. Er bestaat een materiaaldatabase met eigenschappen voor verschillende materialen.

 

PROCES TCAD en APPARAAT TCAD

Technologie Computer-Aided Design (TCAD) verwijst naar het gebruik van computersimulaties voor het ontwikkelen en optimaliseren van halfgeleiderverwerkingstechnologieën en apparaten. De modellering van de fabricage wordt Process TCAD genoemd, terwijl de modellering van de apparaatbewerking Device TCAD wordt genoemd. De TCAD-tools voor proces- en apparaatsimulatie ondersteunen een breed scala aan toepassingen, zoals CMOS, voeding, geheugen, beeldsensoren, zonnecellen en analoge/RF-apparaten. Als u bijvoorbeeld overweegt om zeer efficiënte complexe zonnecellen te ontwikkelen, kan het overwegen van een commerciële TCAD-tool u ontwikkelingstijd besparen en het aantal dure proeffabricageruns verminderen. TCAD geeft inzicht in de fundamentele fysieke fenomenen die uiteindelijk van invloed zijn op prestaties en opbrengst. Het gebruik van TCAD vereist echter de aanschaf en licentie van de softwaretools, tijd om de TCAD-tool te leren en nog meer om professioneel en vloeiend met de tool te werken. Dit kan erg duur en moeilijk zijn als u deze software niet permanent of langdurig gaat gebruiken. In deze gevallen kunnen we u helpen door de service aan te bieden van onze technici die deze tools dagelijks gebruiken. Neem contact met ons op voor meer informatie.

 

HALFGELEIDER PROCESONTWERP

Er zijn talloze soorten apparatuur en processen die worden gebruikt in de halfgeleiderindustrie. Het is niet gemakkelijk en ook geen goed idee om altijd te overwegen een kant-en-klaar systeem op de markt te kopen. Afhankelijk van de toepassing en de gebruikte materialen, moet de kapitaalgoederenapparatuur voor halfgeleiders zorgvuldig worden gekozen en in een productielijn worden geïntegreerd. Er zijn zeer gespecialiseerde en ervaren ingenieurs nodig om een productielijn te bouwen voor een fabrikant van halfgeleiderapparatuur. Onze uitzonderlijke procesingenieurs kunnen u helpen door een prototyping- of massaproductielijn te ontwerpen die past bij uw budget. Wij kunnen u helpen bij het kiezen van de meest geschikte processen en apparatuur die aan uw verwachtingen voldoen. We zullen u de voordelen van bepaalde apparatuur uitleggen en u bijstaan tijdens de fasen van het opzetten van uw prototyping- of massaproductielijn. Wij kunnen u opleiden in de knowhow en u klaar maken om uw lijn te bedienen. Het hangt allemaal af van uw behoeften. Per geval kunnen we de beste oplossing formuleren. Enkele belangrijke soorten apparatuur die worden gebruikt bij de fabricage van halfgeleiderapparaten zijn fotolithografische gereedschappen, depositiesystemen, etssystemen, verschillende test- en karakteriseringstools ... enz. De meeste van deze tools zijn serieuze investeringen en bedrijven kunnen verkeerde beslissingen niet tolereren, vooral fabs waar zelfs een paar uur downtime verwoestend kan zijn. Een van de uitdagingen waarmee veel faciliteiten worden geconfronteerd, is ervoor te zorgen dat hun fabrieksinfrastructuur geschikt wordt gemaakt voor de halfgeleiderprocesapparatuur. Veel moet zorgvuldig worden beoordeeld voordat een definitieve beslissing wordt genomen over het installeren van een bepaalde apparatuur of clustertool, inclusief het huidige niveau van de cleanroom, het upgraden van de cleanroom indien nodig, planning van de stroom- en precursorgasleidingen, ergonomie, veiligheid , operationele optimalisatie….etc. Praat eerst met ons voordat u aan deze investeringen begint. Als uw plannen en projecten worden beoordeeld door onze ervaren technici en managers van halfgeleiders, zal dit alleen maar een positieve bijdrage leveren aan uw zakelijke inspanningen.

 

TESTEN VAN HALFGELEIDERMATERIALEN EN APPARATEN

Net als bij de halfgeleiderverwerkingstechnologieën, vereist het testen en QC van halfgeleidermaterialen en -apparaten zeer gespecialiseerde apparatuur en technische knowhow. We bedienen onze klanten op dit gebied door deskundige begeleiding en advies te geven over het type test- en metrologische apparatuur dat het beste en meest economisch is voor een bepaalde toepassing, door de geschiktheid van de infrastructuur bij de klant te bepalen en te verifiëren ... enz. De vervuilingsniveaus van de cleanroom, trillingen op de vloer, luchtcirculatierichtingen, beweging van mensen,….etc. alles moet zorgvuldig worden beoordeeld en geëvalueerd. We kunnen uw monsters ook onafhankelijk testen, gedetailleerde analyses uitvoeren, de oorzaak van storingen bepalen, enz. als externe contractdienstverlener. Van het testen van prototypen tot productie op ware grootte, we kunnen u helpen de zuiverheid van uitgangsmaterialen te waarborgen, we kunnen helpen de ontwikkelingstijd te verkorten en opbrengstproblemen in de halfgeleiderproductieomgeving op te lossen.

 

Onze halfgeleideringenieurs gebruiken de volgende software en simulatietools voor het ontwerpen van halfgeleiderprocessen en apparaten:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL halfgeleidermodule

 

We hebben toegang tot een breed scala aan geavanceerde laboratoriumapparatuur voor het ontwikkelen en testen van halfgeleidermaterialen en apparaten, waaronder:

• Secundaire ionenmassaspectrometrie (SIMS), Time of Flight SIMS (TOF-SIMS)

• Transmissie-elektronenmicroscopie - Scanning-transmissie-elektronenmicroscopie (TEM-STEM)

• Scanning elektronenmicroscopie (SEM)

• Röntgenfoto-elektronspectroscopie – Elektronenspectroscopie voor chemische analyse (XPS-ESCA)

• Gelpermeatiechromatografie (GPC)

• Hoge prestatie vloeistofchromatografie (HPLC)

• Gaschromatografie – massaspectrometrie (GC-MS)

• Inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie (ICP-MS)

• Glow Discharge Massaspectrometrie (GDMS)

• Laserablatie Inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie (LA-ICP-MS)

• Vloeistofchromatografie massaspectrometrie (LC-MS)

• Auger-elektronenspectroscopie (AES)

• Energie Dispersieve Spectroscopie (EDS)

• Fourier Transform Infrarood Spectroscopie (FTIR)

• Elektronenenergieverliesspectroscopie (EELS)

• Inductief gekoppelde plasma-optische emissiespectroscopie (ICP-OES)

• Raman

• Röntgendiffractie (XRD)

• Röntgenfluorescentie (XRF)

• Atoomkrachtmicroscopie (AFM)

• Dubbele straal - gerichte ionenstraal (dubbele straal – FIB)

• Electron Backscatter Diffractie (EBSD)

• optische profilometrie

• Restgasanalyse (RGA) en intern waterdampgehalte

• Instrumentele gasanalyse (IGA)

• Rutherford terugverstrooiing spectrometrie (RBS)

• Totale reflectie röntgenfluorescentie (TXRF)

• Spiegelende röntgenreflectiviteit (XRR)

• Dynamische Mechanische Analyse (DMA)

• Destructieve fysieke analyse (DPA) in overeenstemming met MIL-STD-vereisten

• Differentiële scanningcalorimetrie (DSC)

• Thermogravimetrische analyse (TGA)

• Thermomechanische analyse (TMA)

• Realtime röntgenfoto (RTX)

• Scanning akoestische microscopie (SAM)

• Tests om elektronische eigenschappen te evalueren

• Fysieke en mechanische tests

• Andere thermische tests indien nodig

• Milieukamers, verouderingstests

 

Enkele van de veelvoorkomende tests die we uitvoeren op halfgeleiders en apparaten die daarvan zijn gemaakt, zijn:

• Evaluatie van de reinigingsefficiëntie door oppervlaktemetalen op halfgeleiderwafels te kwantificeren

• Identificeren en lokaliseren van onzuiverheden op sporenniveau en deeltjesverontreiniging in halfgeleiderapparaten

• Meting van de dikte, dichtheid en samenstelling van dunne films

• Karakterisering van doteringsdosis en profielvorm, kwantificering van bulkdoteerstoffen en onzuiverheden

• Onderzoek van de transversale structuur van IC's

• Tweedimensionale afbeelding van matrixelementen in een halfgeleidermicroapparaat door middel van scanning transmissie-elektronenmicroscopie-elektronenenergieverliesspectroscopie (STEM-EELS)

• Identificatie van verontreiniging op grensvlakken met behulp van Auger Electron Spectroscopie (FE-AES)

• Visualisatie en kwantitatieve evaluatie van oppervlaktemorfologie

• Waferwaas en verkleuring identificeren

• ATE-engineering en testen voor productie en ontwikkeling

• Testen van halfgeleiderproducten, inbranden en betrouwbaarheidskwalificatie om IC-geschiktheid te verzekeren