DIZAJN POLOVODIČOVÉHO MATERIÁLU

Naši inžinieri v oblasti dizajnu polovodičových materiálov používajú špecifické softvérové moduly, ktoré poskytujú špecializované nástroje na analýzu činnosti polovodičových zariadení na úrovni základnej fyziky. Takéto moduly sú založené na drift-difúznych rovniciach s použitím izotermických alebo neizotermických transportných modelov. Takéto softvérové nástroje sú užitočné na simuláciu celého radu praktických zariadení vrátane bipolárnych tranzistorov (BJT), metal-polovodičových tranzistorov s efektom poľa (MESFET), metal-oxid-polovodičových tranzistorov s efektom poľa (MOSFET), bipolárnych tranzistorov s izolovaným hradlom ( IGBT), Schottkyho diódy a PN prechody. Multifyzikálne efekty hrajú dôležitú úlohu vo výkone polovodičových zariadení. Pomocou takýchto výkonných softvérových nástrojov môžeme ľahko vytvárať modely zahŕňajúce viacero fyzikálnych efektov. Napríklad tepelné efekty v rámci energetického zariadenia možno simulovať pomocou rozhrania fyziky prenosu tepla. Je možné začleniť optické prechody na simuláciu radu zariadení, ako sú solárne články, diódy vyžarujúce svetlo (LED) a fotodiódy (PD). Náš polovodičový softvér sa používa na modelovanie polovodičových súčiastok s dĺžkovými stupnicami 100 nm alebo viac. V rámci softvéru existuje množstvo fyzikálnych rozhraní – nástrojov na prijímanie modelových vstupov na popis súboru fyzikálnych rovníc a okrajových podmienok, ako sú rozhrania na modelovanie transportu elektrónov a dier v polovodičových zariadeniach, ich elektrostatické správanie... atď. Polovodičové rozhranie explicitne rieši Poissonovu rovnicu v spojení s rovnicami kontinuity pre koncentrácie nosiča elektrónu aj dierového náboja. Môžeme zvoliť riešenie modelu metódou konečných objemov alebo metódou konečných prvkov. Rozhranie obsahuje materiálové modely pre polovodivé a izolačné materiály, okrem okrajových podmienok pre ohmické kontakty, Schottkyho kontakty, hradla a širokú škálu elektrostatických okrajových podmienok. Vlastnosti v rámci rozhrania opisujú vlastnosť mobility, pretože je obmedzená rozptylom nosičov v materiáli. Softvérový nástroj obsahuje niekoľko preddefinovaných modelov mobility a možnosť vytvárať vlastné, používateľom definované modely mobility. Oba tieto typy modelov je možné ľubovoľne kombinovať. Každý model mobility definuje mobilitu výstupných elektrónov a dier. Výstupná mobilita môže byť použitá ako vstup pre iné modely mobility, zatiaľ čo rovnice môžu byť použité na kombinovanie mobility. Rozhranie tiež obsahuje funkcie na pridanie rekombinácie Auger, Direct a Shockley-Read Hall do polovodičovej domény alebo umožňuje špecifikovať našu vlastnú rýchlosť rekombinácie. Pre modelovanie polovodičových súčiastok je potrebné špecifikovať distribúciu dopingu. Náš softvérový nástroj na to poskytuje funkciu dopingového modelu. Je možné špecifikovať konštantné aj nami definované dopingové profily, prípadne použiť približný Gaussov dopingový profil. Dáta môžeme importovať aj z externých zdrojov. Náš softvérový nástroj ponúka rozšírené možnosti elektrostatiky. Existuje materiálová databáza s vlastnosťami pre niekoľko materiálov.

 

SPRACOVAŤ TCAD a DEVICE TCAD

Technológia Computer-Aided Design (TCAD) sa vzťahuje na použitie počítačových simulácií vývoja a optimalizácie technológií a zariadení na spracovanie polovodičov. Modelovanie výroby sa nazýva Process TCAD, zatiaľ čo modelovanie prevádzky zariadenia sa nazýva Device TCAD. Nástroje na simuláciu procesov a zariadení TCAD podporujú širokú škálu aplikácií, ako sú CMOS, napájanie, pamäť, obrazové snímače, solárne články a analógové/RF zariadenia. Napríklad, ak uvažujete o vývoji vysoko účinných komplexných solárnych článkov, zváženie komerčného nástroja TCAD vám môže ušetriť čas na vývoj a znížiť počet nákladných skúšobných výrobných procesov. TCAD poskytuje pohľad na základné fyzikálne javy, ktoré v konečnom dôsledku ovplyvňujú výkon a výnos. Používanie TCAD si však vyžaduje zakúpenie a licencovanie softvérových nástrojov, čas na učenie sa nástroja TCAD a ešte viac profesionality a plynulosti s nástrojom. To môže byť skutočne nákladné a zložité, ak tento softvér nebudete používať priebežne alebo dlhodobo. V týchto prípadoch vám môžeme pomôcť ponúknuť služby našich inžinierov, ktorí tieto nástroje používajú každodenne. Pre viac informácií nás kontaktujte.

 

NÁVRH POLOVODIČOVÉHO PROCESU

V polovodičovom priemysle sa používa množstvo typov zariadení a procesov. Nie je ľahké a ani dobrý nápad vždy zvažovať kúpu systému na kľúč ponúkaného na trhu. V závislosti od aplikácie a uvažovaných materiálov je potrebné starostlivo vybrať polovodičové kapitálové vybavenie a integrovať ho do výrobnej linky. Na vybudovanie výrobnej linky pre výrobcu polovodičových zariadení sú potrební vysoko špecializovaní a skúsení inžinieri. Naši výnimoční procesní inžinieri vám môžu pomôcť navrhnutím prototypovej alebo hromadnej výrobnej linky, ktorá vyhovuje vášmu rozpočtu. Pomôžeme vám vybrať najvhodnejšie procesy a zariadenia, ktoré spĺňajú vaše očakávania. Vysvetlíme vám výhody jednotlivých zariadení a pomôžeme vám vo fázach založenia vašej prototypovej alebo hromadnej výrobnej linky. Môžeme vás vyškoliť na know-how a pripraviť vás na prevádzku vašej linky. Všetko závisí od vašich potrieb. Môžeme formulovať najlepšie riešenie prípad od prípadu. Niektoré hlavné typy zariadení používaných pri výrobe polovodičových zariadení sú fotolitografické nástroje, depozičné systémy, leptacie systémy, rôzne testovacie a charakterizačné nástroje... atď. Väčšina z týchto nástrojov sú seriózne investície a korporácie nemôžu tolerovať nesprávne rozhodnutia, najmä továrne, kde aj niekoľkohodinový prestoj môže byť zničujúci. Jednou z výziev, ktorým môžu mnohé zariadenia čeliť, je zabezpečiť, aby infraštruktúra ich závodu bola vhodná na umiestnenie zariadení na výrobu polovodičov. Pred prijatím pevného rozhodnutia o inštalácii konkrétneho zariadenia alebo klastrového nástroja je potrebné dôkladne prehodnotiť mnohé, vrátane aktuálnej úrovne čistej miestnosti, modernizácie čistej miestnosti, ak je to potrebné, plánovania elektrického vedenia a vedenia prekurzorového plynu, ergonómie, bezpečnosti. , prevádzková optimalizácia... atď. Predtým, ako sa pustíte do týchto investícií, kontaktujte nás. Posúdenie vašich plánov a projektov našimi skúsenými inžiniermi a manažérmi polovodičových fab len pozitívne prispeje k vášmu obchodnému úsiliu.

 

TESTOVANIE POLOVODIČOVÝCH MATERIÁLOV A ZARIADENÍ

Podobne ako technológie spracovania polovodičov, testovanie a kontrola kvality polovodičových materiálov a zariadení si vyžaduje vysoko špecializované vybavenie a inžinierske know-how. Našim klientom v tejto oblasti poskytujeme odborné poradenstvo a konzultácie o type skúšobného a metrologického zariadenia, ktoré je najlepšie a najekonomickejšie pre konkrétnu aplikáciu, zisťujeme a overujeme vhodnosť infraštruktúry v zariadení zákazníka... atď. Úroveň znečistenia čistých priestorov, vibrácie na podlahe, smer cirkulácie vzduchu, pohyb osôb atď. všetko je potrebné dôkladne posúdiť a vyhodnotiť. Môžeme tiež nezávisle otestovať vaše vzorky, poskytnúť podrobnú analýzu, určiť hlavnú príčinu zlyhania atď. ako externý zmluvný poskytovateľ služieb. Od testovania prototypov až po výrobu v plnom rozsahu vám môžeme pomôcť zabezpečiť čistotu východiskových materiálov, môžeme pomôcť skrátiť čas vývoja a vyriešiť problémy s výnosom v prostredí výroby polovodičov.

 

Naši polovodičoví inžinieri používajú nasledujúci softvér a simulačné nástroje na návrh polovodičových procesov a zariadení:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL Semiconductor Module

 

Máme prístup k širokej škále pokročilých laboratórnych zariadení na vývoj a testovanie polovodičových materiálov a zariadení vrátane:

• Sekundárna iónová hmotnostná spektrometria (SIMS), čas letu SIMS (TOF-SIMS)

• Transmisná elektrónová mikroskopia – skenovacia transmisná elektrónová mikroskopia (TEM-STEM)

• Skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM)

• Röntgenová fotoelektrónová spektroskopia – Elektrónová spektroskopia pre chemickú analýzu (XPS-ESCA)

• Gélová permeačná chromatografia (GPC)

• Vysokovýkonná kvapalinová chromatografia (HPLC)

• Plynová chromatografia – hmotnostná spektrometria (GC-MS)

• Hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP-MS)

• Hmotnostná spektrometria so žeravým výbojom (GDMS)

• Laserová ablácia hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (LA-ICP-MS)

• Kvapalinová chromatografia, hmotnostná spektrometria (LC-MS)

• Augerova elektrónová spektroskopia (AES)

• Energeticky disperzná spektroskopia (EDS)

• Infračervená spektroskopia s Fourierovou transformáciou (FTIR)

• Spektroskopia straty elektrónovej energie (EELS)

• Optická emisná spektroskopia s indukčne viazanou plazmou (ICP-OES)

• Raman

• Röntgenová difrakcia (XRD)

• Röntgenová fluorescencia (XRF)

• Mikroskopia atómových síl (AFM)

• Dvojitý lúč – zaostrený iónový lúč (dvojitý lúč – FIB)

• Difrakcia spätného rozptylu elektrónov (EBSD)

• Optická profilometria

• Analýza zvyškového plynu (RGA) a obsah vnútornej vodnej pary

• Inštrumentálna analýza plynov (IGA)

• Rutherfordova spektrometria spätného rozptylu (RBS)

• Celková reflexná röntgenová fluorescencia (TXRF)

• Odrazivosť zrkadlového röntgenového žiarenia (XRR)

• Dynamická mechanická analýza (DMA)

• Deštruktívna fyzikálna analýza (DPA) v súlade s požiadavkami MIL-STD

• Diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC)

• Termogravimetrická analýza (TGA)

• Termomechanická analýza (TMA)

• RTG v reálnom čase (RTX)

• Skenovacia akustická mikroskopia (SAM)

• Testy na vyhodnotenie elektronických vlastností

• Fyzikálne a mechanické testy

• Ďalšie tepelné testy podľa potreby

• Environmentálne komory, testy starnutia

 

Niektoré z bežných testov, ktoré vykonávame na polovodičoch a zariadeniach z nich vyrobených, sú:

• Hodnotenie účinnosti čistenia kvantifikáciou povrchových kovov na polovodičových doštičkách

• Identifikácia a lokalizácia stopových nečistôt a kontaminácie časticami v polovodičových zariadeniach

• Meranie hrúbky, hustoty a zloženia tenkých vrstiev

• Charakterizácia dávky dopantu a tvaru profilu, kvantifikácia objemových dopantov a nečistôt

• Skúmanie prierezovej štruktúry integrovaných obvodov

• Dvojrozmerné mapovanie maticových prvkov v polovodičovom mikrozariadení pomocou skenovacej transmisnej elektrónovej mikroskopie-elektrónovej spektroskopie straty energie (STEM-EELS)

• Identifikácia kontaminácie na rozhraniach pomocou Augerovej elektrónovej spektroskopie (FE-AES)

• Vizualizácia a kvantitatívne hodnotenie morfológie povrchu

• Identifikácia zákalu a zmeny farby plátku

• ATE inžinierstvo a testovanie pre výrobu a vývoj

• Testovanie polovodičového výrobku, zapálenie a kvalifikácia spoľahlivosti na zabezpečenie vhodnosti IC