OBLIKOVANJE POLPREVODNIŠKIH MATERIALOV

Naši inženirji za načrtovanje polprevodniških materialov uporabljajo posebne module programske opreme, ki zagotavljajo namenska orodja za analizo delovanja polprevodniških naprav na ravni temeljne fizike. Takšni moduli temeljijo na enačbah odnašanja in difuzije z uporabo izotermičnih ali neizotermičnih transportnih modelov. Takšna programska orodja so uporabna za simulacijo vrste praktičnih naprav, vključno z bipolarnimi tranzistorji (BJT), kovinsko-polprevodniškimi polprevodniškimi tranzistorji (MESFET), kovinsko-oksidno-polprevodniškimi polprevodniškimi tranzistorji (MOSFET), bipolarnimi tranzistorji z izoliranimi vrati ( IGBT), Schottky diode in PN spoji. Večfizikalni učinki igrajo pomembno vlogo pri delovanju polprevodniških naprav. S tako zmogljivimi programskimi orodji lahko preprosto ustvarimo modele, ki vključujejo več fizičnih učinkov. Na primer, toplotne učinke znotraj napajalne naprave je mogoče simulirati z uporabo vmesnika za fiziko prenosa toplote. Optične prehode je mogoče vključiti za simulacijo vrste naprav, kot so sončne celice, svetleče diode (LED) in fotodiode (PD). Naša polprevodniška programska oprema se uporablja za modeliranje polprevodniških naprav z dolžinsko lestvico 100 nm ali več. Znotraj programske opreme je na voljo več fizikalnih vmesnikov – orodij za sprejemanje vhodnih podatkov modela za opis nabora fizikalnih enačb in robnih pogojev, kot so vmesniki za modeliranje transporta elektronov in lukenj v polprevodniških napravah, njihovo elektrostatično obnašanje … itd. Polprevodniški vmesnik eksplicitno rešuje Poissonovo enačbo v povezavi z enačbami kontinuitete za koncentracije nosilcev naboja elektronov in lukenj. Izberemo lahko reševanje modela z metodo končnih prostornin ali metodo končnih elementov. Vmesnik vključuje materialne modele za polprevodniške in izolacijske materiale, poleg robnih pogojev za ohmske kontakte, Schottkyjeve kontakte, vrata in široko paleto elektrostatičnih robnih pogojev. Funkcije znotraj vmesnika opisujejo lastnost mobilnosti, saj je omejena z razpršenostjo nosilcev znotraj materiala. Programsko orodje vključuje več vnaprej določenih modelov mobilnosti in možnost ustvarjanja uporabniško definiranih modelov mobilnosti. Obe vrsti modelov je mogoče kombinirati na poljuben način. Vsak model mobilnosti definira izhodno mobilnost elektronov in lukenj. Izhodno mobilnost lahko uporabimo kot vhod v druge modele mobilnosti, medtem ko lahko enačbe uporabimo za kombiniranje mobilnosti. Vmesnik vsebuje tudi funkcije za dodajanje rekombinacije Auger, Direct in Shockley-Read Hall v polprevodniško domeno ali omogoča določanje lastne hitrosti rekombinacije. Za modeliranje polprevodniških naprav je treba določiti porazdelitev dopinga. Naše programsko orodje ponuja funkcijo doping modela za to. Določite lahko tako konstantne kot doping profile, ki jih določimo mi, ali pa lahko uporabimo približen Gaussov doping profil. Podatke lahko uvozimo tudi iz zunanjih virov. Naše programsko orodje ponuja izboljšane zmogljivosti elektrostatike. Baza materialov obstaja z lastnostmi za več materialov.

 

TCAD PROCESA in TCAD NAPRAVE

Tehnološko računalniško podprto načrtovanje (TCAD) se nanaša na uporabo računalniških simulacij razvoja in optimizacije tehnologij in naprav za obdelavo polprevodnikov. Modeliranje izdelave imenujemo Process TCAD, medtem ko modeliranje delovanja naprave imenujemo Device TCAD. Orodja za simulacijo procesov in naprav TCAD podpirajo široko paleto aplikacij, kot so CMOS, napajanje, pomnilnik, slikovni senzorji, sončne celice in analogne/RF naprave. Na primer, če razmišljate o razvoju visoko učinkovitih kompleksnih sončnih celic, vam lahko komercialno orodje TCAD prihrani čas pri razvoju in zmanjša število dragih poskusnih izdelav. TCAD ponuja vpogled v temeljne fizikalne pojave, ki na koncu vplivajo na zmogljivost in donos. Vendar uporaba TCAD zahteva nakup in licenciranje programskih orodij, čas za učenje orodja TCAD in še več, da postanete profesionalni in tekoče z orodjem. To je lahko zelo drago in težko, če te programske opreme ne boste uporabljali stalno ali dolgoročno. V teh primerih vam lahko pomagamo s storitvijo naših inženirjev, ki ta orodja uporabljajo vsakodnevno. Kontaktirajte nas za več informacij.

 

NAČRTOVANJE POLPREVODNIŠKIH PROCESOV

V industriji polprevodnikov se uporabljajo številne vrste opreme in procesov. Ni enostavno niti dobra ideja vedno razmišljati o nakupu sistema na ključ, ki ga ponuja trg. Glede na uporabo in obravnavane materiale je treba polprevodniško osnovno opremo skrbno izbrati in vključiti v proizvodno linijo. Za izgradnjo proizvodne linije za proizvajalca polprevodniških naprav so potrebni visoko specializirani in izkušeni inženirji. Naši izjemni procesni inženirji vam lahko pomagajo z oblikovanjem prototipne ali množične proizvodne linije, ki ustreza vašemu proračunu. Pomagamo vam lahko pri izbiri najustreznejših procesov in opreme, ki ustreza vašim pričakovanjem. Pojasnili vam bomo prednosti določene opreme in vam pomagali v vseh fazah vzpostavitve vaše prototipne ali množične proizvodne linije. Lahko vas usposobimo za znanje in izkušnje ter vas pripravimo na upravljanje vaše linije. Vse je odvisno od vaših potreb. Za vsak primer posebej lahko oblikujemo najboljšo rešitev. Nekatere glavne vrste opreme, ki se uporablja pri izdelavi polprevodniških naprav, so fotolitografska orodja, sistemi za nanašanje, sistemi za jedkanje, različna orodja za testiranje in karakterizacijo …… itd. Večina teh orodij je resna naložba in korporacije ne morejo tolerirati napačnih odločitev, zlasti tovarne, kjer je že nekaj ur izpada lahko uničujoče. Eden od izzivov, s katerimi se morda soočajo številni obrati, je zagotoviti, da je infrastruktura njihovih obratov primerna za namestitev polprevodniške procesne opreme. Veliko je treba skrbno pregledati, preden se sprejme trdna odločitev o namestitvi določene opreme ali orodja za grozde, vključno s trenutno stopnjo čiste sobe, nadgradnjo čiste sobe, če je potrebno, načrtovanjem električnih in predhodnih plinovodov, ergonomijo, varnostjo , operativna optimizacija… itd. Najprej se pogovorite z nami, preden se lotite teh naložb. Če vaše načrte in projekte pregledajo naši izkušeni inženirji in menedžerji tovarn polprevodnikov, bo le pozitivno prispevalo k vašim poslovnim prizadevanjem.

 

PRESKUŠANJE POLPREVODNIŠKIH MATERIALOV IN NAPRAV

Podobno kot tehnologije obdelave polprevodnikov, testiranje in QC polprevodniških materialov in naprav zahteva visoko specializirano opremo in inženirsko znanje. Našim strankam na tem področju služimo z zagotavljanjem strokovnega usmerjanja in svetovanja o vrsti testne in meroslovne opreme, ki je najboljša in najbolj ekonomična za posamezno uporabo, ugotavljanjem in preverjanjem ustreznosti infrastrukture na naročnikovem objektu… itd. Stopnje kontaminacije čistih prostorov, vibracije na tleh, smeri kroženja zraka, gibanje ljudi itd. vse je treba skrbno oceniti in ovrednotiti. Vaše vzorce lahko tudi neodvisno testiramo, izvedemo podrobno analizo, ugotovimo glavni vzrok okvare…itd. kot zunanji izvajalec pogodbenih storitev. Od testiranja prototipov do proizvodnje v polnem obsegu vam lahko pomagamo zagotoviti čistost začetnih materialov, lahko pomagamo skrajšati razvojni čas in rešiti težave z izkoristkom v okolju proizvodnje polprevodnikov.

 

Naši polprevodniški inženirji uporabljajo naslednjo programsko opremo in simulacijska orodja za načrtovanje polprevodniških procesov in naprav:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• Polprevodniški modul COMSOL

 

Imamo dostop do široke palete napredne laboratorijske opreme za razvoj in testiranje polprevodniških materialov in naprav, vključno z:

• Sekundarna ionska masna spektrometrija (SIMS), čas letenja SIMS (TOF-SIMS)

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

• vrstična elektronska mikroskopija (SEM)

• Rentgenska fotoelektronska spektroskopija – elektronska spektroskopija za kemijsko analizo (XPS-ESCA)

• Gelska permeacijska kromatografija (GPC)

• Tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (HPLC)

• Plinska kromatografija – masna spektrometrija (GC-MS)

• Masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-MS)

• Masna spektrometrija s praznjenjem (GDMS)

• Masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo z lasersko ablacijo (LA-ICP-MS)

• Masna spektrometrija s tekočinsko kromatografijo (LC-MS)

• Augerjeva elektronska spektroskopija (AES)

• Energijsko disperzivna spektroskopija (EDS)

• Infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (FTIR)

• Spektroskopija izgube elektronske energije (EELS)

• Optično emisijska spektroskopija z induktivno sklopljeno plazmo (ICP-OES)

• Raman

• Rentgenska difrakcija (XRD)

• Rentgenska fluorescenca (XRF)

• Mikroskopija na atomsko silo (AFM)

• Dvojni žarek – fokusirani ionski žarek (dvojni žarek – FIB)

• Difrakcija povratnega sipanja elektronov (EBSD)

• Optična profilometrija

• Analiza ostankov plina (RGA) in vsebnost notranje vodne pare

• Instrumentalna analiza plina (IGA)

• Rutherfordova spektrometrija povratnega sipanja (RBS)

• Rentgenska fluorescenca s popolnim odbojem (TXRF)

• Zrcalna rentgenska odbojnost (XRR)

• Dinamična mehanska analiza (DMA)

• Destruktivna fizikalna analiza (DPA), skladna z zahtevami MIL-STD

• Diferencialna vrstična kalorimetrija (DSC)

• Termogravimetrična analiza (TGA)

• Termomehanska analiza (TMA)

• Rentgen v realnem času (RTX)

• vrstična akustična mikroskopija (SAM)

• Testi za oceno elektronskih lastnosti

• Fizikalni in mehanski testi

• Drugi toplotni preskusi po potrebi

• Okoljske komore, testi staranja

 

Nekaj običajnih testov, ki jih izvajamo na polprevodnikih in iz njih izdelanih napravah, je:

• Vrednotenje učinkovitosti čiščenja s kvantificiranjem površinskih kovin na polprevodniških rezinah

• Prepoznavanje in lociranje nečistoč v sledovih in kontaminacije z delci v polprevodniških napravah

• Merjenje debeline, gostote in sestave tankih plasti

• Karakterizacija odmerka dopantov in oblike profila, kvantifikacija skupnih dopantov in nečistoč

• Pregled presečne strukture IC

• Dvodimenzionalno preslikavo matričnih elementov v polprevodniški mikronapravi s skenirajočo transmisijsko elektronsko mikroskopijo – spektroskopijo izgube elektronske energije (STEM-EELS)

• Identifikacija kontaminacije na vmesnikih z uporabo Augerjeve elektronske spektroskopije (FE-AES)

• Vizualizacija in kvantitativna ocena površinske morfologije

• Prepoznavanje motnosti rezin in razbarvanja

• ATE inženiring in testiranje za proizvodnjo in razvoj

• Testiranje polprevodniškega izdelka, izgorevanje in kvalifikacija zanesljivosti za zagotovitev primernosti IC