HALVLEDERS MATERIALDESIGN

Våre designingeniører for halvledermaterialer bruker spesifikke programvaremoduler som gir dedikerte verktøy for analyse av drift av halvlederenheter på grunnleggende fysikknivå. Slike moduler er basert på drift-diffusjonsligningene, ved bruk av isotermiske eller ikke-isotermiske transportmodeller. Slike programvareverktøy er nyttige for å simulere en rekke praktiske enheter, inkludert bipolare transistorer (BJT), metall-halvleder felteffekttransistorer (MESFETs), metalloksyd-halvleder felteffekttransistorer (MOSFETs), bipolare transistorer med isolert port ( IGBT-er), Schottky-dioder og PN-kryss. Multifysikkeffekter spiller viktige roller i ytelsen til halvlederenheter. Med slike kraftige programvareverktøy kan vi enkelt lage modeller som involverer flere fysiske effekter. For eksempel kan termiske effekter i en kraftenhet simuleres ved hjelp av et fysikkgrensesnitt for varmeoverføring. Optiske overganger kan inkorporeres for å simulere en rekke enheter som solceller, lysdioder (LED) og fotodioder (PD). Vår halvlederprogramvare brukes til å modellere halvlederenheter med lengdeskalaer på 100 nm eller mer. Innenfor programvaren er det en rekke fysikkgrensesnitt – verktøy for å motta modellinndata for å beskrive et sett med fysiske ligninger og grenseforhold, for eksempel grensesnitt for modellering av transport av elektroner og hull i halvlederenheter, deres elektrostatiske oppførsel...osv. Halvledergrensesnittet løser Poissons ligning i forbindelse med kontinuitetsligningene for både elektron- og hullladningsbærerkonsentrasjonene eksplisitt. Vi kan velge å løse en modell med endelig volummetoden eller finittelementmetoden. Grensesnittet inkluderer materialmodeller for halvledende og isolerende materialer, i tillegg til grensebetingelser for ohmske kontakter, Schottky-kontakter, porter og et bredt spekter av elektrostatiske grenseforhold. Funksjoner i grensesnittet beskriver mobilitetsegenskapen ettersom den er begrenset av spredningen av bærere i materialet. Programvareverktøyet inkluderer flere forhåndsdefinerte mobilitetsmodeller og muligheten til å lage tilpassede, brukerdefinerte mobilitetsmodeller. Begge disse modellene kan kombineres på vilkårlige måter. Hver mobilitetsmodell definerer et utgangselektron og hullmobilitet. Utgangsmobiliteten kan brukes som input til andre mobilitetsmodeller, mens ligninger kan brukes til å kombinere mobiliteter. Grensesnittet inneholder også funksjoner for å legge til Auger-, Direct- og Shockley-Read Hall-rekombinasjon til et halvledende domene, eller lar spesifisere vår egen rekombinasjonshastighet. Dopingdistribusjon må spesifiseres for modellering av halvlederenheter. Programvareverktøyet vårt tilbyr en dopingmodellfunksjon for å gjøre dette. Både konstante og dopingprofiler definert av oss kan spesifiseres, eller en tilnærmet Gaussisk dopingprofil kan brukes. Vi kan også importere data fra eksterne kilder. Vårt programvareverktøy tilbyr forbedrede elektrostatiske muligheter. Materialdatabase finnes med egenskaper for flere materialer.

 

BEHANDLE TCAD og DEVICE TCAD

Teknologi Computer-Aided Design (TCAD) refererer til bruk av datasimuleringer for å utvikle og optimalisere halvlederbehandlingsteknologier og -enheter. Modelleringen av fabrikasjonen kalles Process TCAD, mens modelleringen av enhetsoperasjonen kalles Device TCAD. TCAD-prosessen og enhetssimuleringsverktøyene støtter et bredt spekter av applikasjoner som CMOS, strøm, minne, bildesensorer, solceller og analoge/RF-enheter. For eksempel, hvis du vurderer å utvikle svært effektive komplekse solceller, kan det å vurdere et kommersielt TCAD-verktøy spare deg for utviklingstid og redusere antallet dyre prøvekjøringer. TCAD gir innsikt i de grunnleggende fysiske fenomenene som til slutt påvirker ytelse og utbytte. Bruk av TCAD krever imidlertid kjøp og lisensiering av programvareverktøyene, tid til å lære TCAD-verktøyet, og enda mer å bli profesjonell og flytende med verktøyet. Dette kan være veldig kostbart og vanskelig hvis du ikke skal bruke denne programvaren på en kontinuerlig eller langsiktig basis. I disse tilfellene kan vi hjelpe deg med å tilby tjenesten til våre ingeniører som bruker disse verktøyene på daglig basis. Kontakt oss for mer informasjon.

 

HALVLEDERSPROSESSDESIGN

Det finnes mange typer utstyr og prosesser som brukes i halvlederindustrien. Det er ikke lett eller en god idé å alltid vurdere å kjøpe et nøkkelferdig system som tilbys i markedet. Avhengig av applikasjonen og materialene som vurderes, må halvlederkapitalutstyr velges nøye og integreres i en produksjonslinje. Høyt spesialiserte og erfarne ingeniører er nødvendig for å bygge en produksjonslinje for en produsent av halvlederenheter. Våre eksepsjonelle prosessingeniører kan hjelpe deg ved å designe en prototyping eller masseproduksjonslinje som passer ditt budsjett. Vi kan hjelpe deg med å velge de mest passende prosessene og utstyret som oppfyller dine forventninger. Vi vil forklare deg fordelene med spesielt utstyr og hjelpe deg gjennom fasene for å etablere din prototyping eller masseproduksjonslinje. Vi kan lære deg kunnskapen og gjøre deg klar til å betjene linjen. Alt avhenger av dine behov. Vi kan formulere den beste løsningen fra sak til sak. Noen hovedtyper av utstyr som brukes i produksjon av halvlederenheter er fotolitografiske verktøy, avsetningssystemer, etsesystemer, forskjellige test- og karakteriseringsverktøy... osv. De fleste av disse verktøyene er seriøse investeringer, og selskaper kan ikke tolerere feil beslutninger, spesielt fabrikker der selv noen få timer med nedetid kan være ødeleggende. En av utfordringene mange anlegg kan stå overfor, er å sørge for at anleggsinfrastrukturen deres er egnet for å imøtekomme halvlederprosessutstyret. Mye må gjennomgås nøye før man tar en fast beslutning om å installere et bestemt utstyr eller klyngeverktøy, inkludert gjeldende nivå på renrommet, oppgradering av renrommet om nødvendig, planlegging av kraft- og forløpergassledningene, ergonomi, sikkerhet , driftsoptimalisering...osv. Snakk med oss først før du går inn i disse investeringene. Å få planene og prosjektene dine gjennomgått av våre erfarne ingeniører og ledere av halvlederfabrikanter, vil bare bidra positivt til forretningsarbeidet ditt.

 

TESTING AV HALVLEDERMATERIALER OG ENHETER

I likhet med halvlederprosesseringsteknologiene krever testing og kvalitetskontroll av halvledermaterialer og -enheter høyt spesialisert utstyr og ingeniørkunnskap. Vi betjener våre kunder på dette området ved å gi ekspertveiledning og rådgivning om typen test- og måleutstyr som er den beste og mest økonomiske for en bestemt applikasjon, ved å bestemme og verifisere egnetheten til infrastrukturen ved kundens anlegg...osv. Forurensningsnivåene i rene rom, vibrasjoner på gulvet, luftsirkulasjonsretninger, bevegelse av mennesker osv. alle må vurderes og evalueres nøye. Vi kan også uavhengig teste prøvene dine, gi detaljerte analyser, fastslå årsaken til feilen...osv. som en ekstern kontraktsleverandør. Fra prototypetesting til fullskala produksjon, vi kan hjelpe deg med å sikre renheten til utgangsmaterialer, vi kan bidra til å redusere utviklingstiden og løse problemer med utbytte i halvlederproduksjonsmiljøet.

 

Våre halvlederingeniører bruker følgende programvare og simuleringsverktøy for halvlederprosess og enhetsdesign:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL halvledermodul

 

Vi har tilgang til et bredt spekter av avansert laboratorieutstyr for å utvikle og teste halvledermaterialer og -enheter, inkludert:

• Sekundær ionmassespektrometri (SIMS), flytidspunkt SIMS (TOF-SIMS)

• Transmisjonselektronmikroskopi – Skannetransmisjonselektronmikroskopi (TEM-STEM)

• Skanneelektronmikroskopi (SEM)

• X-Ray Photoelectron Spectroscopy – Elektronspektroskopi for kjemisk analyse (XPS-ESCA)

• Gelpermeasjonskromatografi (GPC)

• Høy ytelse væskekromatografi (HPLC)

• Gasskromatografi – massespektrometri (GC-MS)

• Induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS)

• Glødeutladningsmassespektrometri (GDMS)

• Laserablasjon induktivt koblet plasmamassespektrometri (LA-ICP-MS)

• Væskekromatografi massespektrometri (LC-MS)

• Auger Electron Spectroscopy (AES)

• Energidispersiv spektroskopi (EDS)

• Fourier Transform Infrarød Spectroscopy (FTIR)

• Elektronenergitapsspektroskopi (EELS)

• Induktivt koblet plasma optisk emisjonsspektroskopi (ICP-OES)

• Raman

• Røntgendiffraksjon (XRD)

• Røntgenfluorescens (XRF)

• Atomkraftmikroskopi (AFM)

• Dual Beam – Focused Ion Beam (Dual Beam – FIB)

• Elektron tilbakespredningsdiffraksjon (EBSD)

• Optisk profilometri

• Residual Gas Analysis (RGA) og internt vanndampinnhold

• Instrumentell gassanalyse (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF)

• Spekulær røntgenreflektivitet (XRR)

• Dynamisk mekanisk analyse (DMA)

• Destruktiv fysisk analyse (DPA) i samsvar med MIL-STD-krav

• Differensiell skanningkalorimetri (DSC)

• Termogravimetrisk analyse (TGA)

• Termomekanisk analyse (TMA)

• Sanntidsrøntgen (RTX)

• Skanne akustisk mikroskopi (SAM)

• Tester for å evaluere elektroniske egenskaper

• Fysiske og mekaniske tester

• Andre termiske tester etter behov

• Miljøkammer, aldringstester

 

Noen av de vanlige testene vi utfører på halvledere og enheter laget av disse er:

• Evaluering av rengjøringseffektiviteten ved å kvantifisere overflatemetaller på halvlederskiver

• Identifisering og lokalisering av spornivåurenheter og partikkelforurensning i halvlederenheter

• Måling av tykkelse, tetthet og sammensetning av tynne filmer

• Karakterisering av dopingmiddeldose og profilform, kvantifisering av bulk dopingmidler og urenheter

• Undersøkelse av tverrsnittsstrukturen til IC-er

• Todimensjonal kartlegging av matriseelementer i en halvledermikroenhet ved skannetransmisjonselektronmikroskopi-elektronenergitapsspektroskopi (STEM-EELS)

• Identifikasjon av forurensning ved grensesnitt ved hjelp av Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• Visualisering og kvantitativ evaluering av overflatemorfologi

• Identifisere wafer dis og misfarging

• ATE engineering og testing for produksjon og utvikling

• Testing av halvlederprodukt, innbrenning og pålitelighetskvalifisering for å sikre IC-egnethet