HALVLEDARE MATERIALDESIGN

Våra designingenjörer för halvledarmaterial använder specifika programvarumoduler som tillhandahåller dedikerade verktyg för analys av drift av halvledarenheter på grundläggande fysiknivå. Sådana moduler är baserade på drift-diffusionsekvationerna, med användning av isotermiska eller icke-isotermiska transportmodeller. Sådana mjukvaruverktyg är användbara för att simulera en rad praktiska enheter, inklusive bipolära transistorer (BJT), metall-halvledarfälteffekttransistorer (MESFET), metalloxid-halvledarfälteffekttransistorer (MOSFETs), bipolära transistorer med isolerad grind ( IGBT), Schottky-dioder och PN-övergångar. Multifysikeffekter spelar viktiga roller i halvledarenheters prestanda. Med så kraftfulla mjukvaruverktyg kan vi enkelt skapa modeller som involverar flera fysiska effekter. Till exempel kan termiska effekter inom en kraftenhet simuleras med hjälp av ett värmeöverföringsfysikgränssnitt. Optiska övergångar kan införlivas för att simulera en rad enheter såsom solceller, lysdioder (LED) och fotodioder (PD). Vår halvledarmjukvara används för att modellera halvledarenheter med längdskalor på 100 nm eller mer. Inom mjukvaran finns det ett antal fysikgränssnitt – verktyg för att ta emot modellindata för att beskriva en uppsättning fysiska ekvationer och gränsvillkor, såsom gränssnitt för modellering av transporten av elektroner och hål i halvledarenheter, deras elektrostatiska beteende...etc. Halvledargränssnittet löser Poissons ekvation i samband med kontinuitetsekvationerna för både elektron- och hålladdningsbärarkoncentrationerna explicit. Vi kan välja att lösa en modell med finita volymmetoden eller finita elementmetoden. Gränssnittet inkluderar materialmodeller för halvledande och isolerande material, förutom gränsvillkor för ohmska kontakter, Schottky-kontakter, grindar och ett brett utbud av elektrostatiska randvillkor. Funktioner i gränssnittet beskriver mobilitetsegenskapen eftersom den begränsas av spridningen av bärare i materialet. Mjukvaruverktyget innehåller flera fördefinierade mobilitetsmodeller och möjligheten att skapa anpassade, användardefinierade mobilitetsmodeller. Båda dessa typer av modeller kan kombineras på godtyckliga sätt. Varje mobilitetsmodell definierar en utgående elektron och hålmobilitet. Utgångsmobiliteten kan användas som input till andra mobilitetsmodeller, medan ekvationer kan användas för att kombinera mobiliteter. Gränssnittet innehåller också funktioner för att lägga till Auger-, Direct- och Shockley-Read Hall-rekombination till en halvledande domän, eller gör det möjligt att specificera vår egen rekombinationshastighet. Dopingdistribution måste specificeras för modellering av halvledarenheter. Vårt mjukvaruverktyg tillhandahåller en dopningsmodellfunktion för att göra detta. Konstanta såväl som dopingprofiler definierade av oss kan specificeras, eller en ungefärlig Gaussisk dopingprofil kan användas. Vi kan också importera data från externa källor. Vårt mjukvaruverktyg erbjuder förbättrade elektrostatiska möjligheter. Materialdatabas finns med egenskaper för flera material.

 

BEHANDLA TCAD och DEVICE TCAD

Teknik Computer-Aided Design (TCAD) hänvisar till användningen av datorsimuleringar för att utveckla och optimera halvledarbearbetningsteknologier och -enheter. Modelleringen av tillverkningen benämns Process TCAD, medan modelleringen av enhetens operation benämns Device TCAD. TCAD-processen och enhetssimuleringsverktygen stöder ett brett utbud av applikationer som CMOS, ström, minne, bildsensorer, solceller och analoga/RF-enheter. Som ett exempel, om du funderar på att utveckla mycket effektiva komplexa solceller, kan ett kommersiellt TCAD-verktyg spara utvecklingstid och minska antalet dyra provtillverkning. TCAD ger insikt i de grundläggande fysiska fenomen som i slutändan påverkar prestanda och avkastning. Men att använda TCAD kräver köp och licensiering av mjukvaruverktygen, tid för att lära sig TCAD-verktyget och ännu mer att bli professionell och flytande med verktyget. Detta kan vara riktigt dyrt och svårt om du inte kommer att använda denna programvara på en pågående eller lång sikt. I dessa fall kan vi hjälpa dig att erbjuda service till våra ingenjörer som använder dessa verktyg dagligen. Kontakta oss för mer information.

 

HALVLEDARPROCESSDESIGN

Det finns många typer av utrustning och processer som används inom halvledarindustrin. Det är inte lätt eller en bra idé att alltid överväga att köpa ett nyckelfärdigt system som erbjuds på marknaden. Beroende på applikation och material måste halvledarkapitalutrustning väljas noggrant och integreras i en produktionslinje. Mycket specialiserade och erfarna ingenjörer behövs för att bygga en produktionslinje för en tillverkare av halvledarenheter. Våra exceptionella processingenjörer kan hjälpa dig genom att designa en prototyp- eller massproduktionslinje som passar din budget. Vi kan hjälpa dig att välja de mest lämpliga processerna och utrustningen som motsvarar dina förväntningar. Vi kommer att förklara fördelarna med speciell utrustning och hjälpa dig genom hela faserna för att etablera din prototyp- eller massproduktionslinje. Vi kan utbilda dig i know-how och göra dig redo att köra din linje. Allt beror på dina behov. Vi kan formulera den bästa lösningen från fall till fall. Några huvudtyper av utrustning som används vid tillverkning av halvledarenheter är fotolitografiska verktyg, deponeringssystem, etsningssystem, olika test- och karakteriseringsverktyg... etc. De flesta av dessa verktyg är seriösa investeringar och företag kan inte tolerera felaktiga beslut, speciellt fabrikat där till och med några timmars driftstopp kan vara förödande. En av utmaningarna som många anläggningar kan stå inför är att se till att deras anläggningsinfrastruktur är anpassad för att rymma halvledarprocessutrustningen. Mycket måste ses över noggrant innan man fattar ett bestämt beslut om att installera en viss utrustning eller klusterverktyg, inklusive den aktuella nivån på renrummet, uppgradering av renrummet vid behov, planering av kraft- och prekursorgasledningarna, ergonomi, säkerhet , driftoptimering...osv. Prata med oss först innan du börjar med dessa investeringar. Att få dina planer och projekt granskade av våra erfarna halvledartekniker och chefer kommer bara att bidra positivt till dina affärssträvanden.

 

TESTNING AV HALVLEDARMATERIAL OCH ENHETER

I likhet med halvledarbearbetningsteknologier kräver testning och kvalitetskontroll av halvledarmaterial och -enheter högt specialiserad utrustning och ingenjörskunnande. Vi betjänar våra kunder inom detta område genom att tillhandahålla expertvägledning och rådgivning om den typ av test- och mätutrustning som är den bästa och mest ekonomiska för en viss applikation, bestämma och verifiera lämpligheten av infrastrukturen på kundens anläggning…..osv. Föroreningsnivåerna i rena rum, vibrationer på golvet, luftcirkulationsriktningar, människors rörelser osv. alla måste noggrant bedömas och utvärderas. Vi kan också självständigt testa dina prover, tillhandahålla detaljerad analys, fastställa grundorsaken till fel...etc. som en extern kontraktsleverantör. Från prototyptestning till fullskalig produktion, vi kan hjälpa dig att säkerställa renheten hos utgångsmaterial, vi kan hjälpa till att minska utvecklingstiden och lösa utbytesproblem i halvledartillverkningsmiljön.

 

Våra halvledaringenjörer använder följande mjukvara och simuleringsverktyg för halvledarprocess och enhetsdesign:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL halvledarmodul

 

Vi har tillgång till ett brett utbud av avancerad labbutrustning för att utveckla och testa halvledarmaterial och -enheter, inklusive:

• Sekundär jonmasspektrometri (SIMS), flygtid SIMS (TOF-SIMS)

• Transmissionselektronmikroskopi – skanningstransmissionselektronmikroskopi (TEM-STEM)

• Svepelektronmikroskopi (SEM)

• Röntgenfotoelektronspektroskopi – Elektronspektroskopi för kemisk analys (XPS-ESCA)

• Gelpermeationskromatografi (GPC)

• Högpresterande vätskekromatografi (HPLC)

• Gaskromatografi – masspektrometri (GC-MS)

• Induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS)

• Glödurladdningsmasspektrometri (GDMS)

• Laserablation induktivt kopplad plasmamasspektrometri (LA-ICP-MS)

• Vätskekromatografi masspektrometri (LC-MS)

• Augerelektronspektroskopi (AES)

• Energidispersiv spektroskopi (EDS)

• Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

• Elektronenergiförlustspektroskopi (EELS)

• Induktivt kopplad plasmaoptisk emissionsspektroskopi (ICP-OES)

• Raman

• Röntgendiffraktion (XRD)

• Röntgenfluorescens (XRF)

• Atomkraftsmikroskopi (AFM)

• Dual Beam - Fokuserad jonstråle (Dual Beam – FIB)

• Elektron Backscatter Diffraction (EBSD)

• Optisk profilometri

• Residual Gas Analysis (RGA) & Innehåll av vattenånga

• Instrumentell gasanalys (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF)

• Speglande röntgenreflektivitet (XRR)

• Dynamisk mekanisk analys (DMA)

• Destruktiv fysikalisk analys (DPA) kompatibel med MIL-STD-krav

• Differential Scanning Calorimetry (DSC)

• Termogravimetrisk analys (TGA)

• Termomekanisk analys (TMA)

• Realtidsröntgen (RTX)

• Skanning akustisk mikroskopi (SAM)

• Tester för att utvärdera elektroniska egenskaper

• Fysiska och mekaniska tester

• Andra termiska tester vid behov

• Miljökammare, åldringstester

 

Några av de vanliga testerna vi utför på halvledare och enheter gjorda av dessa är:

• Utvärdering av rengöringseffektiviteten genom att kvantifiera ytmetaller på halvledarskivor

• Identifiera och lokalisera spårnivåföroreningar och partikelkontamination i halvledarenheter

• Mätning av tjocklek, densitet och sammansättning av tunna filmer

• Karakterisering av dopmedelsdos och profilform, kvantifiering av bulkdopmedel och föroreningar

• Undersökning av tvärsnittsstrukturen hos IC

• Tvådimensionell kartläggning av matriselement i en halvledarmikroenhet genom skanningstransmissionselektronmikroskopi-elektronenergiförlustspektroskopi (STEM-EELS)

• Identifiering av kontaminering vid gränssnitt med Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• Visualisering och kvantitativ utvärdering av ytmorfologi

• Identifiera wafer-dis och missfärgning

• ATE engineering och testning för produktion och utveckling

• Testning av halvledarprodukt, inbränning och tillförlitlighetskvalificering för att säkerställa IC-kondition