SEMICONDUCTOR MATERIAL DESIGN

Wahandisi wetu wa kubuni nyenzo za semiconductor hutumia moduli mahususi za programu ambazo hutoa zana mahususi za uchanganuzi wa uendeshaji wa kifaa cha semiconductor katika kiwango cha kimsingi cha fizikia. Moduli kama hizo zinatokana na milinganyo ya drift-diffusion, kwa kutumia mifano ya usafiri wa isothermal au nonisothermal. Zana kama hizo za programu ni muhimu kwa kuiga anuwai ya vifaa vya vitendo, pamoja na transistors za bipolar (BJTs), transistors za athari ya uwanja wa chuma-semiconductor (MESFETs), transistors za athari ya shamba za metali-oksidi-semiconductor (MOSFETs), transistors za lango la bipolar ( IGBTs), diodi za Schottky, na makutano ya PN. Athari za fizikia nyingi hucheza jukumu muhimu katika utendaji wa kifaa cha semiconductor. Kwa zana hizo zenye nguvu za programu, tunaweza kuunda miundo inayohusisha athari nyingi za kimwili kwa urahisi. Kwa mfano, athari za joto ndani ya kifaa cha nguvu zinaweza kuigwa kwa kutumia kiolesura cha fizikia ya uhamishaji joto. Mipito ya macho inaweza kujumuishwa ili kuiga anuwai ya vifaa kama vile seli za jua, diodi zinazotoa mwanga (LEDs), na photodiodes (PDs). Programu yetu ya semiconductor inatumika kuiga vifaa vya semicondukta vyenye mizani ya urefu wa 100 ya nm au zaidi. Ndani ya programu, kuna idadi ya violesura vya fizikia - zana za kupokea ingizo za modeli kuelezea seti ya milinganyo halisi na hali ya mipaka, kama vile violesura vya kuiga uchukuzi wa elektroni na mashimo katika vifaa vya semicondukta, tabia zao za kielektroniki...n.k. Kiolesura cha semicondukta hutatua mlingano wa Poisson kwa kushirikiana na milinganyo ya mwendelezo ya viwango vya kibeba chaji ya elektroni na shimo kwa uwazi. Tunaweza kuchagua kusuluhisha kielelezo kwa kutumia mbinu ya kiasi cha mwisho au mbinu ya kipengele chenye kikomo. Kiolesura ni pamoja na mifano ya nyenzo kwa ajili ya vifaa vya semiconducting na kuhami joto, pamoja na masharti ya mipaka ya mawasiliano ya ohmic, mawasiliano ya Schottky, milango, na hali mbalimbali za mipaka ya umeme. Vipengele ndani ya kiolesura vinaelezea mali ya uhamaji kwani imezuiwa na kutawanyika kwa wabebaji ndani ya nyenzo. Zana ya programu inajumuisha miundo kadhaa ya uhamaji iliyoainishwa awali na chaguo la kuunda miundo maalum ya uhamaji iliyobainishwa na mtumiaji. Aina zote hizi za mifano zinaweza kuunganishwa kwa njia za kiholela. Kila mtindo wa uhamaji hufafanua elektroni ya pato na uhamaji wa shimo. Uhamaji wa pato unaweza kutumika kama ingizo kwa miundo mingine ya uhamaji, ilhali milinganyo inaweza kutumika kuchanganya uhamaji. Kiolesura hicho pia kina vipengele vya kuongeza mchanganyiko wa Auger, Direct, na Shockley-Read Hall kwa kikoa cha uwasilishaji hafifu, au huruhusu kubainisha kiwango chetu cha ujumuishaji upya. Usambazaji wa doping unahitaji kubainishwa kwa uundaji wa vifaa vya semiconductor. Zana yetu ya programu hutoa kipengele cha mfano wa doping kufanya hivi. Profaili za mara kwa mara na vile vile za doping zilizofafanuliwa nasi zinaweza kubainishwa, au takriban wasifu wa Gaussian doping unaweza kutumika. Tunaweza kuagiza data kutoka kwa vyanzo vya nje pia. Zana yetu ya programu inatoa uwezo ulioimarishwa wa Umeme. Hifadhidata ya nyenzo ipo na sifa za nyenzo kadhaa.

 

PROCESS TCAD na DEVICE TCAD

Ubunifu wa Teknolojia wa Usaidizi wa Kompyuta (TCAD) unarejelea matumizi ya uigaji wa kompyuta wa kuendeleza na kuboresha teknolojia na vifaa vya usindikaji wa semiconductor. Uundaji wa uundaji unaitwa Mchakato wa TCAD, wakati uundaji wa utendakazi wa kifaa unaitwa Kifaa TCAD. Mchakato wa TCAD na zana za kuiga za kifaa zinaauni programu mbalimbali kama vile CMOS, nishati, kumbukumbu, vitambuzi vya picha, seli za jua na vifaa vya analogi/RF. Kama mfano, ikiwa unafikiria kutengeneza seli changamano zenye ufanisi mkubwa, ukizingatia zana ya kibiashara ya TCAD inaweza kukuokoa wakati wa uundaji na kupunguza idadi ya majaribio ghali ya uundaji. TCAD hutoa maarifa katika matukio ya kimsingi ya kimwili ambayo hatimaye huathiri utendaji na mavuno. Hata hivyo, kutumia TCAD kunahitaji kununua na kutoa leseni za zana za programu, muda wa kujifunza zana ya TCAD, na hata zaidi kuwa mtaalamu na ufasaha wa zana. Hii inaweza kuwa ya gharama kubwa na ngumu ikiwa hutatumia programu hii kwa muda mrefu au unaoendelea. Katika hali hizi tunaweza kukusaidia kutoa huduma ya wahandisi wetu wanaotumia zana hizi kila siku. Wasiliana nasi kwa maelezo zaidi.

 

UBUNIFU WA MCHAKATO WA SEMICONDUCTOR

Kuna aina nyingi za vifaa na michakato inayotumika katika tasnia ya semiconductor. Si rahisi wala si wazo zuri kufikiria kununua mfumo wa ufunguo wa zamu unaotolewa sokoni. Kulingana na matumizi na vifaa vinavyozingatiwa, vifaa vya mtaji wa semiconductor vinahitaji kuchaguliwa kwa uangalifu na kuunganishwa katika mstari wa uzalishaji. Wahandisi waliobobea sana na wenye uzoefu wanahitajika ili kujenga laini ya uzalishaji kwa mtengenezaji wa kifaa cha semiconductor. Wahandisi wetu wa kipekee wa mchakato wanaweza kukusaidia kwa kubuni muundo wa protoksi au laini ya uzalishaji kwa wingi inayolingana na bajeti yako. Tunaweza kukusaidia kuchagua michakato na vifaa vinavyofaa zaidi ambavyo vinakidhi matarajio yako. Tutakuelezea faida za kifaa fulani na kukusaidia katika awamu zote za kuanzisha prototyping yako au laini ya uzalishaji kwa wingi. Tunaweza kukufundisha ujuzi na kukufanya uwe tayari kutumia laini yako. Yote inategemea mahitaji yako. Tunaweza kuunda suluhisho bora kwa kesi kwa msingi wa kesi. Baadhi ya aina kuu za vifaa vinavyotumika katika utengenezaji wa vifaa vya semiconductor ni zana za kupiga picha, mifumo ya uwekaji, mifumo ya kuweka alama, zana mbalimbali za majaribio na uwekaji wahusika.......nk. Nyingi za zana hizi ni uwekezaji mkubwa na mashirika hayawezi kuvumilia maamuzi mabaya, haswa vitambaa ambapo hata saa chache za muda wa kupumzika zinaweza kuwa mbaya. Mojawapo ya changamoto ambazo vifaa vingi vinaweza kukabili ni kuhakikisha miundombinu ya mitambo yao inafanywa kufaa ili kushughulikia vifaa vya mchakato wa semiconductor. Mengi yanahitaji kukaguliwa kwa uangalifu kabla ya kufanya uamuzi thabiti juu ya kusakinisha kifaa fulani au zana ya nguzo, ikijumuisha kiwango cha sasa cha chumba safi, uboreshaji wa chumba safi ikihitajika, upangaji wa njia za umeme na njia za awali za gesi, ergonomy, usalama. , uboreshaji wa uendeshaji….nk. Zungumza nasi kwanza kabla ya kuingia kwenye uwekezaji huu. Kukaguliwa kwa mipango na miradi yako na wahandisi na wasimamizi wetu waliobobea katika vitambaa vya semiconductor kutachangia vyema katika juhudi zako za biashara.

 

MAJARIBIO YA VIFAA NA VIFAA VYA SEMICONDUCTOR

Sawa na teknolojia za usindikaji wa semiconductor, upimaji na QC ya nyenzo na vifaa vya semiconductor huhitaji vifaa maalum na ujuzi wa uhandisi. Tunawahudumia wateja wetu katika eneo hili kwa kutoa mwongozo wa kitaalamu na ushauri kuhusu aina ya vifaa vya majaribio na vipimo ambavyo ni bora na vya kiuchumi zaidi kwa programu mahususi, kubainisha na kuthibitisha ufaafu wa miundombinu kwenye kituo cha mteja…..nk. Viwango safi vya uchafuzi wa chumba, mitetemo kwenye sakafu, maelekezo ya mzunguko wa hewa, mwendo wa watu,….nk. zote zinahitaji kutathminiwa kwa uangalifu na kutathminiwa. Tunaweza pia kupima sampuli zako kwa kujitegemea, kutoa uchanganuzi wa kina, kubainisha sababu kuu ya kushindwa...nk. kama mtoa huduma wa nje wa mkataba. Kuanzia upimaji wa mfano hadi uzalishaji kamili wa kiwango, tunaweza kukusaidia kuhakikisha usafi wa nyenzo za kuanzia, tunaweza kusaidia kupunguza muda wa maendeleo na kutatua matatizo ya mavuno katika mazingira ya utengenezaji wa semiconductor.

 

Wahandisi wetu wa semiconductor hutumia programu na zana za kuiga zifuatazo kwa mchakato wa semiconductor na muundo wa kifaa:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• Moduli ya Semiconductor ya COMSOL

 

Tunaweza kufikia anuwai ya vifaa vya hali ya juu vya maabara ili kuunda na kujaribu vifaa na vifaa vya semiconductor, ikijumuisha:

• Sekondari ya Ion Mass Spectrometry (SIMS), Muda wa Safari ya Ndege SIMS (TOF-SIMS)

• Microscopy ya Kielektroniki ya Usambazaji - Microscopy ya Usambazaji wa Elektroni (TEM-STEM)

• Inachanganua hadubini ya elektroni (SEM)

• X-Ray Photoelectron Spectroscopy – Electron Spectroscopy kwa uchambuzi wa Kemikali (XPS-ESCA)

• Chromatography ya Gel Permeation (GPC)

• Chromatography ya Utendaji wa Juu ya Kioevu (HPLC)

• Kromatografia ya Gesi – Misa Spectrometry (GC-MS)

• Spectrometry ya Misa ya Plasma (ICP-MS) Iliyounganishwa kwa Kushawishi

• Glow Discharge Mass Spectrometry (GDMS)

• Utoaji wa Laser Uliounganishwa kwa Njia ya Kuunganisha Misa ya Plasma (LA-ICP-MS)

• Kioevu cha kromatografia ya Misa ya Spectrometry (LC-MS)

• Auger Electron Spectroscopy (AES)

• Nishati Dispersive Spectroscopy (EDS)

• Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

• Uchunguzi wa Kupoteza Nishati ya Kielektroniki (EELS)

• Spectroscopy ya Utoaji wa Uchafuzi wa Plasma kwa Kushawishi (ICP-OES)

• Raman

• Utambuzi wa X-Ray (XRD)

• X-Ray Fluorescence (XRF)

• Microscopy ya Nguvu ya Atomiki (AFM)

• Mhimili Mbili - Mhimili wa Ion Lengwa (Mhimili Mbili – FIB)

• Utofautishaji wa Nyuma ya Kielektroniki (EBSD)

• Macho Profilometry

• Uchambuzi wa Mabaki ya Gesi (RGA) & Maudhui ya Ndani ya Mvuke wa Maji

• Uchambuzi wa Gesi ya Ala (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Jumla ya Tafakari ya X-Ray Fluorescence (TXRF)

• Uakisi wa X-Ray Maalum (XRR)

• Uchambuzi wa Mitambo ya Nguvu (DMA)

• Uchambuzi wa Uharibifu wa Kimwili (DPA) unatii mahitaji ya MIL-STD

• Kalori ya Uchanganuzi Tofauti (DSC)

• Uchambuzi wa Thermogravimetric (TGA)

• Uchambuzi wa Thermomechanical (TMA)

• X-Ray ya Wakati Halisi (RTX)

• Inachanganua hadubini ya Kusikika (SAM)

• Vipimo vya kutathmini mali za elektroniki

• Majaribio ya Kimwili na Mitambo

• Vipimo vingine vya joto kama inavyohitajika

• Vyumba vya Mazingira, Vipimo vya kuzeeka

 

Baadhi ya majaribio ya kawaida tunayofanya kwenye semiconductors na vifaa vilivyotengenezwa kwayo ni:

• Kutathmini ufanisi wa kusafisha kwa kukadiria metali za uso kwenye kaki za semiconductor

• Kutambua na kupata uchafu wa kiwango cha ufuatiliaji na uchafuzi wa chembe katika vifaa vya semiconductor

• Kipimo cha unene, wiani, na muundo wa filamu nyembamba

• Tabia ya dozi ya dopant na sura ya wasifu, kupima dopants nyingi na uchafu

• Uchunguzi wa muundo wa sehemu mbalimbali za ICs

• Uchoraji wa pande mbili wa vipengee vya matrix katika kifaa kidogo cha semiconductor kwa Kuchanganua Usambazaji wa Electron Microscopy-Electron Energy Loss Spectroscopy (STEM-EELS)

• Utambulisho wa uchafuzi kwenye miingiliano kwa kutumia Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• Tathmini ya kuona na ya kiasi ya mofolojia ya uso

• Kutambua ukungu wa kaki na kubadilika rangi

• Uhandisi wa ATE na upimaji wa uzalishaji na maendeleo

• Majaribio ya bidhaa ya semiconductor, kuchomwa ndani na kufuzu kutegemewa ili kuhakikisha uthabiti wa IC