半导体材料设计

我们的半导体材料设计工程师使用特定的软件模块，这些软件模块为基础物理级别的半导体器件操作分析提供专用工具。这些模块基于漂移扩散方程，使用等温或非等温传输模型。此类软件工具可用于模拟一系列实际器件，包括双极晶体管 (BJT)、金属半导体场效应晶体管 (MESFET)、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)、绝缘栅双极晶体管 ( IGBT）、肖特基二极管和 PN 结。多物理场效应在半导体器件性能中起着重要作用。借助如此强大的软件工具，我们可以轻松创建涉及多种物理效果的模型。例如，可以使用传热物理场接口模拟功率器件内的热效应。可以结合光学转换来模拟一系列设备，例如太阳能电池、发光二极管 (LED) 和光电二极管 (PD)。我们的半导体软件用于对长度尺度为 100 纳米或更多的半导体器件进行建模。在软件中，有许多物理接口——用于接收模型输入以描述一组物理方程和边界条件的工具，例如用于模拟半导体器件中电子和空穴的传输、它们的静电行为等的接口。半导体接口明确地求解泊松方程以及电子和空穴电荷载流子浓度的连续性方程。我们可以选择用有限体积法或有限元法求解模型。除了欧姆接触、肖特基接触、栅极的边界条件和各种静电边界条件外，该接口还包括半导体和绝缘材料的材料模型。界面内的特征描述了迁移率特性，因为它受到材料内载流子散射的限制。该软件工具包括几个预定义的移动模型和创建自定义、用户定义的移动模型的选项。这两种类型的模型都可以以任意方式组合。每个迁移率模型定义了一个输出电子和空穴迁移率。输出迁移率可用作其他迁移率模型的输入，而方程可用于组合迁移率。该界面还包含将 Auger、Direct 和 Shockley-Read Hall 复合添加到半导体域的功能，或者允许指定我们自己的复合率。需要为半导体器件的建模指定掺杂分布。我们的软件工具提供了一个兴奋剂模型功能来做到这一点。可以指定由我们定义的常数以及掺杂分布，或者可以使用近似的高斯掺杂分布。我们也可以从外部来源导入数据。我们的软件工具提供增强的静电功能。存在材料数据库，其中包含多种材料的属性。

 

过程 TCAD 和设备 TCAD

技术 计算机辅助设计 (TCAD) 是指使用计算机模拟来开发和优化半导体加工技术和设备。制造的建模称为 Process TCAD，而设备操作的建模称为 Device TCAD。 TCAD 工艺和器件仿真工具支持广泛的应用，例如 CMOS、电源、存储器、图像传感器、太阳能电池和模拟/射频器件。例如，如果您正在考虑开发高效的复杂太阳能电池，考虑使用商用 TCAD 工具可以节省您的开发时间并减少昂贵的试制运行次数。 TCAD 提供对最终影响性能和良率的基本物理现象的洞察。但是，使用 TCAD 需要购买和许可软件工具、学习 TCAD 工具的时间，甚至需要更加专业和流利地使用该工具。如果您不会持续或长期使用此软件，这可能会非常昂贵且困难。在这些情况下，我们可以帮助您为每天使用这些工具的工程师提供服务。联系我们获取更多信息。

 

半导体工艺设计

半导体工业中使用了多种类型的设备和工艺。总是考虑购买市场上提供的交钥匙系统并不容易，也不是一个好主意。根据所考虑的应用和材料，需要仔细选择半导体资本设备并将其集成到生产线中。为半导体设备制造商建立生产线需要高度专业化和经验丰富的工程师。我们卓越的工艺工程师可以帮助您设计符合您预算的原型或批量生产线。我们可以帮助您选择最适合您期望的工艺和设备。我们将向您解释特定设备的优势，并在您建立原型或批量生产线的整个阶段为您提供帮助。我们可以培训您的专业知识，让您准备好操作您的生产线。这完全取决于您的需求。我们可以根据具体情况制定最佳解决方案。半导体器件制造中使用的一些主要设备类型有光刻工具、沉积系统、蚀刻系统、各种测试和表征工具……等。这些工具中的大多数都是重大投资，企业不能容忍错误的决定，尤其是即使是几个小时的停机时间也可能是毁灭性的晶圆厂。许多设施可能面临的挑战之一是确保其工厂基础设施适合容纳半导体工艺设备。在做出安装特定设备或集群工具的坚定决定之前，需要仔细审查许多内容，包括洁净室的当前水平、必要时洁净室的升级、电源和前体气体管线的规划、人体工程学、安全性，运营优化......等。在进行这些投资之前，请先与我们联系。让我们经验丰富的半导体工厂工程师和经理审查您的计划和项目只会对您的业务努力做出积极贡献。

 

半导体材料和器件的测试

与半导体加工技术类似，半导体材料和器件的测试和质量控制需要高度专业化的设备和工程知识。我们为该领域的客户提供专家指导和咨询，就特定应用的最佳和最经济的测试和计量设备类型提供专家指导和咨询，确定和验证客户设施基础设施的适用性......等。洁净室的污染程度、地板的振动、空气流通的方向、人员的移动……等等。都需要仔细评估和评估。我们还可以独立测试您的样品，提供详细分析，确定故障的根本原因……等等。作为外部合同服务提供商。从原型测试到全面生产，我们可以帮助您确保起始材料的纯度，我们可以帮助您缩短开发时间并解决半导体制造环境中的良率问题。

 

我们的半导体工程师使用以下软件和仿真工具进行半导体工艺和器件设计：

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL 半导体模块

 

我们可以使用各种先进的实验室设备来开发和测试半导体材料和设备，包括：

• 二次离子质谱 (SIMS)、飞行时间 SIMS (TOF-SIMS)

• 透射电子显微镜 - 扫描透射电子显微镜 (TEM-STEM)

• 扫描电子显微镜 (SEM)

• X 射线光电子能谱 - 用于化学分析的电子能谱 (XPS-ESCA)

• 凝胶渗透色谱 (GPC)

• 高效液相色谱 (HPLC)

• 气相色谱 - 质谱 (GC-MS)

• 电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS)

• 辉光放电质谱 (GDMS)

• 激光烧蚀电感耦合等离子体质谱 (LA-ICP-MS)

• 液相色谱质谱 (LC-MS)

• 俄歇电子能谱 (AES)

• 能量色散光谱 (EDS)

• 傅里叶变换红外光谱 (FTIR)

• 电子能量损失谱 (EELS)

• 电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-OES)

• 拉曼

• X 射线衍射 (XRD)

• X 射线荧光 (XRF)

• 原子力显微镜 (AFM)

• 双束 - 聚焦离子束（双束 - FIB）

• 电子背散射衍射 (EBSD)

• 光学轮廓测量

• 残余气体分析 (RGA) 和内部水蒸气含量

• 仪器气体分析 (IGA)

• 卢瑟福背散射光谱法 (RBS)

• 全反射 X 射线荧光 (TXRF)

• 镜面 X 射线反射率 (XRR)

• 动态机械分析 (DMA)

• 符合 MIL-STD 要求的破坏性物理分析 (DPA)

• 差示扫描量热法 (DSC)

• 热重分析 (TGA)

• 热机械分析 (TMA)

• 实时 X 射线 (RTX)

• 扫描声学显微镜 (SAM)

• 评估电子特性的测试

• 物理和机械测试

• 根据需要进行其他热测试

• 环境室，老化测试

 

我们对半导体及其制成的设备进行的一些常见测试是：

• 通过量化半导体晶片上的表面金属来评估清洁效果

• 识别和定位半导体器件中的痕量杂质和颗粒污染

• 测量薄膜的厚度、密度和成分

• 掺杂剂剂量和轮廓形状的表征，量化体掺杂剂和杂质

• IC的横截面结构检查

• 通过扫描透射电子显微镜-电子能量损失光谱 (STEM-EELS) 对半导体微器件中的矩阵元素进行二维映射

• 使用俄歇电子能谱 (FE-AES) 识别界面处的污染

• 表面形态的可视化和定量评估

• 识别晶圆雾度和变色

• 用于生产和开发的 ATE 工程和测试

• 半导体产品测试、老化和可靠性认证，以确保 IC 适合性