PROVEDENÍ POLOVODIČOVÉHO MATERIÁLU

Naši konstruktéři polovodičových materiálů používají specifické softwarové moduly, které poskytují specializované nástroje pro analýzu činnosti polovodičových zařízení na úrovni základní fyziky. Tyto moduly jsou založeny na rovnicích driftu a difúze s využitím izotermických nebo neizotermických transportních modelů. Takové softwarové nástroje jsou užitečné pro simulaci řady praktických zařízení, včetně bipolárních tranzistorů (BJT), metal-polovodičových tranzistorů s efektem pole (MESFET), metal-oxid-polovodičových tranzistorů s efektem pole (MOSFET), bipolárních tranzistorů s izolovaným hradlem ( IGBT), Schottkyho diody a PN přechody. Multifyzikální efekty hrají důležitou roli ve výkonu polovodičových zařízení. S tak výkonnými softwarovými nástroji můžeme snadno vytvářet modely zahrnující více fyzických efektů. Například tepelné efekty v energetickém zařízení lze simulovat pomocí fyzikálního rozhraní přenosu tepla. Optické přechody lze začlenit k simulaci řady zařízení, jako jsou solární články, diody vyzařující světlo (LED) a fotodiody (PD). Náš polovodičový software se používá pro modelování polovodičových součástek s délkovým měřítkem 100 nm nebo více. V rámci softwaru existuje řada fyzikálních rozhraní – nástrojů pro příjem modelových vstupů pro popis sady fyzikálních rovnic a okrajových podmínek, jako jsou rozhraní pro modelování transportu elektronů a děr v polovodičových součástkách, jejich elektrostatického chování…atd. Polovodičové rozhraní řeší Poissonovu rovnici ve spojení s rovnicemi kontinuity pro koncentraci nosičů elektronů i děrového náboje explicitně. Můžeme zvolit řešení modelu metodou konečných objemů nebo metodou konečných prvků. Rozhraní zahrnuje materiálové modely pro polovodivé a izolační materiály, kromě okrajových podmínek pro ohmické kontakty, Schottkyho kontakty, hradla a širokou škálu elektrostatických okrajových podmínek. Vlastnosti v rozhraní popisují vlastnost mobility, protože je omezena rozptylem nosičů v materiálu. Softwarový nástroj obsahuje několik předdefinovaných modelů mobility a možnost vytvářet vlastní, uživatelem definované modely mobility. Oba tyto typy modelů lze libovolně kombinovat. Každý model mobility definuje mobilitu výstupních elektronů a děr. Výstupní mobilita může být použita jako vstup do jiných modelů mobility, zatímco rovnice mohou být použity ke kombinaci mobilit. Rozhraní také obsahuje funkce pro přidání rekombinace Auger, Direct a Shockley-Read Hall do polovodivé domény nebo umožňuje specifikovat naši vlastní rychlost rekombinace. Pro modelování polovodičových součástek je třeba specifikovat distribuci dopingu. Náš softwarový nástroj k tomu poskytuje funkci dopingového modelu. Lze specifikovat konstantní i námi definované dopingové profily, případně lze použít přibližný Gaussův dopingový profil. Můžeme importovat data i z externích zdrojů. Náš softwarový nástroj nabízí rozšířené možnosti elektrostatiky. Existuje databáze materiálů s vlastnostmi pro několik materiálů.

 

ZPRACOVAT TCAD a DEVICE TCAD

Technologie Computer-Aided Design (TCAD) označuje použití počítačových simulací vývoje a optimalizace technologií a zařízení pro zpracování polovodičů. Modelování výroby se nazývá Process TCAD, zatímco modelování provozu zařízení se nazývá Device TCAD. Nástroje pro simulaci procesů a zařízení TCAD podporují širokou škálu aplikací, jako jsou CMOS, napájení, paměť, obrazové senzory, solární články a analogová/RF zařízení. Pokud například uvažujete o vývoji vysoce účinných komplexních solárních článků, zvážení komerčního nástroje TCAD vám může ušetřit čas na vývoj a snížit počet nákladných zkušebních výrobních běhů. TCAD poskytuje pohled na základní fyzikální jevy, které v konečném důsledku ovlivňují výkon a výnos. Používání TCAD však vyžaduje zakoupení a licencování softwarových nástrojů, čas na naučení se s nástrojem TCAD a ještě větší profesionalitu a plynulost používání tohoto nástroje. To může být opravdu nákladné a obtížné, pokud tento software nebudete používat trvale nebo dlouhodobě. V těchto případech vám můžeme pomoci nabídnout služby našich inženýrů, kteří tyto nástroje používají každodenně. Kontaktujte nás pro více informací.

 

NÁVRH POLOVODIČOVÉHO PROCESU

V polovodičovém průmyslu se používá mnoho typů zařízení a procesů. Není snadné ani dobrý nápad vždy zvažovat nákup systému na klíč nabízeného na trhu. V závislosti na aplikaci a uvažovaných materiálech musí být polovodičové kapitálové vybavení pečlivě vybráno a integrováno do výrobní linky. K vybudování výrobní linky pro výrobce polovodičových zařízení jsou zapotřebí vysoce specializovaní a zkušení inženýři. Naši výjimeční procesní inženýři vám mohou pomoci tím, že navrhnou prototypovou nebo hromadnou výrobní linku, která vyhovuje vašemu rozpočtu. Pomůžeme vám vybrat nejvhodnější procesy a zařízení, které splní vaše očekávání. Vysvětlíme vám výhody konkrétního zařízení a pomůžeme vám ve fázích zakládání vaší prototypové nebo sériové linky. Můžeme vás vyškolit na know-how a připravit vás na provoz vaší linky. Vše závisí na vašich potřebách. Můžeme formulovat nejlepší řešení případ od případu. Některé hlavní typy zařízení používaných při výrobě polovodičových součástek jsou fotolitografické nástroje, depoziční systémy, leptací systémy, různé testovací a charakterizační nástroje……atd. Většina z těchto nástrojů jsou seriózní investice a korporace nemohou tolerovat nesprávná rozhodnutí, zejména továrny, kde i několik hodin výpadku může být zničující. Jednou z výzev, kterým může mnoho zařízení čelit, je zajistit, aby jejich infrastruktura závodu byla vhodná pro umístění zařízení pro výrobu polovodičů. Mnohé je třeba pečlivě přezkoumat, než učiníte pevné rozhodnutí o instalaci konkrétního zařízení nebo klastrového nástroje, včetně aktuální úrovně čistého prostoru, modernizace čistého prostoru v případě potřeby, plánování elektrického vedení a vedení prekurzorového plynu, ergonomie, bezpečnosti. , provozní optimalizace….atd. Než se pustíte do těchto investic, promluvte si s námi. Posouzení vašich plánů a projektů našimi zkušenými inženýry a manažery polovodičových fab jen pozitivně přispěje k vašemu obchodnímu úsilí.

 

TESTOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH MATERIÁLŮ A ZAŘÍZENÍ

Podobně jako technologie zpracování polovodičů vyžaduje testování a kontrola kvality polovodičových materiálů a zařízení vysoce specializované vybavení a inženýrské know-how. Našim klientům v této oblasti poskytujeme odborné poradenství a konzultace ohledně typu zkušebního a metrologického zařízení, které je nejlepší a nejekonomičtější pro konkrétní aplikaci, zjišťování a ověřování vhodnosti infrastruktury v zařízení zákazníka…..atd. Úroveň znečištění čistého prostoru, vibrace na podlaze, směr cirkulace vzduchu, pohyb osob atd. vše je třeba pečlivě posoudit a vyhodnotit. Můžeme také nezávisle otestovat vaše vzorky, poskytnout podrobnou analýzu, určit hlavní příčinu selhání…atd. jako externí smluvní poskytovatel služeb. Od testování prototypů až po výrobu v plném rozsahu vám můžeme pomoci zajistit čistotu výchozích materiálů, můžeme pomoci zkrátit dobu vývoje a vyřešit problémy s výtěžností v prostředí výroby polovodičů.

 

Naši polovodičoví inženýři používají následující software a simulační nástroje pro návrh polovodičových procesů a zařízení:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL Semiconductor Module

 

Máme přístup k široké škále pokročilého laboratorního vybavení pro vývoj a testování polovodičových materiálů a zařízení, včetně:

• Sekundární iontová hmotnostní spektrometrie (SIMS), doba letu SIMS (TOF-SIMS)

• Transmisní elektronová mikroskopie – skenovací transmisní elektronová mikroskopie (TEM-STEM)

• Skenovací elektronová mikroskopie (SEM)

• Rentgenová fotoelektronová spektroskopie – elektronová spektroskopie pro chemickou analýzu (XPS-ESCA)

• Gelová permeační chromatografie (GPC)

• Vysoce výkonná kapalinová chromatografie (HPLC)

• Plynová chromatografie – hmotnostní spektrometrie (GC-MS)

• Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS)

• Hmotnostní spektrometrie s doutnavým výbojem (GDMS)

• Laserová ablace hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (LA-ICP-MS)

• Hmotnostní spektrometrie s kapalinovou chromatografií (LC-MS)

• Augerova elektronová spektroskopie (AES)

• Energeticky disperzní spektroskopie (EDS)

• Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR)

• Spektroskopie ztráty elektronové energie (EELS)

• Optická emisní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES)

• Raman

• Rentgenová difrakce (XRD)

• Rentgenová fluorescence (XRF)

• Mikroskopie atomových sil (AFM)

• Dual Beam – Focused Ion Beam (Dual Beam – FIB)

• Difrakce elektronového zpětného rozptylu (EBSD)

• Optická profilometrie

• Analýza zbytkového plynu (RGA) a obsah vnitřní vodní páry

• Instrumentální analýza plynů (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Totální odraz rentgenové fluorescence (TXRF)

• Odrazivost zrcadlového rentgenového záření (XRR)

• Dynamická mechanická analýza (DMA)

• Destruktivní fyzikální analýza (DPA) v souladu s požadavky MIL-STD

• Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC)

• Termogravimetrická analýza (TGA)

• termomechanická analýza (TMA)

• X-ray v reálném čase (RTX)

• Skenovací akustická mikroskopie (SAM)

• Testy pro hodnocení elektronických vlastností

• Fyzikální a mechanické testy

• Další tepelné testy podle potřeby

• Environmentální komory, testy stárnutí

 

Některé z běžných testů, které provádíme na polovodičích a zařízeních z nich vyrobených, jsou:

• Hodnocení účinnosti čištění kvantifikací povrchových kovů na polovodičových destičkách

• Identifikace a lokalizace stopových hladin nečistot a kontaminace částicemi v polovodičových součástkách

• Měření tloušťky, hustoty a složení tenkých vrstev

• Charakterizace dávky dopantu a tvaru profilu, kvantifikace sypkých dopantů a nečistot

• Zkoumání struktury průřezu IO

• Dvourozměrné mapování maticových prvků v polovodičovém mikrozařízení pomocí skenovací transmisní elektronové mikroskopie-elektronové energetické ztráty spektroskopie (STEM-EELS)

• Identifikace kontaminace na rozhraních pomocí Augerovy elektronové spektroskopie (FE-AES)

• Vizualizace a kvantitativní hodnocení morfologie povrchu

• Identifikace zákalu plátku a změny barvy

• ATE inženýrství a testování pro výrobu a vývoj

• Testování polovodičového výrobku, zapálení a kvalifikace spolehlivosti pro zajištění způsobilosti IC