HALVLEDEREN MATERIAL DESIGN

Vores designingeniører for halvledermaterialer bruger specifikke softwaremoduler, der leverer dedikerede værktøjer til analyse af halvlederenhedsdrift på det grundlæggende fysikniveau. Sådanne moduler er baseret på drift-diffusionsligningerne ved hjælp af isotermiske eller ikke-isotermiske transportmodeller. Sådanne softwareværktøjer er nyttige til at simulere en række praktiske enheder, herunder bipolære transistorer (BJT'er), metal-halvleder-felteffekttransistorer (MESFET'er), metal-oxid-halvleder-felteffekttransistorer (MOSFET'er), bipolære transistorer med isoleret gate ( IGBT'er), Schottky-dioder og PN-forbindelser. Multifysiske effekter spiller vigtige roller i halvlederenheds ydeevne. Med sådanne kraftfulde softwareværktøjer kan vi nemt skabe modeller, der involverer flere fysiske effekter. For eksempel kan termiske effekter inden for en strømenhed simuleres ved hjælp af en varmeoverførselsfysikgrænseflade. Optiske overgange kan indbygges for at simulere en række enheder såsom solceller, lysdioder (LED'er) og fotodioder (PD'er). Vores halvledersoftware bruges til modellering af halvlederenheder med længdeskalaer på 100 nm eller mere. Inden for softwaren er der en række fysikgrænseflader – værktøjer til at modtage modelinput til at beskrive et sæt fysiske ligninger og grænsebetingelser, såsom grænseflader til modellering af transporten af elektroner og huller i halvlederenheder, deres elektrostatiske adfærd...osv. Halvledergrænsefladen løser eksplicit Poissons ligning i forbindelse med kontinuitetsligningerne for både elektron- og hulladningsbærerkoncentrationerne. Vi kan vælge at løse en model med finite volumen metoden eller finite element metoden. Grænsefladen omfatter materialemodeller for halvledende og isolerende materialer, foruden grænsebetingelser for ohmske kontakter, Schottky-kontakter, porte og en lang række elektrostatiske grænsebetingelser. Funktioner i grænsefladen beskriver mobilitetsegenskaben, da den er begrænset af spredningen af bærere i materialet. Softwareværktøjet inkluderer flere foruddefinerede mobilitetsmodeller og muligheden for at skabe brugerdefinerede, brugerdefinerede mobilitetsmodeller. Begge disse typer modeller kan kombineres på vilkårlige måder. Hver mobilitetsmodel definerer en udgangselektron og hulmobilitet. Outputmobiliteten kan bruges som input til andre mobilitetsmodeller, mens ligninger kan bruges til at kombinere mobiliteter. Interfacet indeholder også funktioner til at tilføje Auger-, Direct- og Shockley-Read Hall-rekombination til et halvledende domæne eller tillader specificering af vores egen rekombinationshastighed. Dopingfordeling skal specificeres for modellering af halvlederenheder. Vores softwareværktøj giver en dopingmodelfunktion til at gøre dette. Konstante såvel som dopingprofiler defineret af os kan specificeres, eller der kan anvendes en tilnærmet Gaussisk dopingprofil. Vi kan også importere data fra eksterne kilder. Vores softwareværktøj tilbyder forbedrede elektrostatiske funktioner. Der findes materialedatabase med egenskaber for flere materialer.

 

BEHANDLE TCAD og DEVICE TCAD

Teknologi Computer-Aided Design (TCAD) henviser til brugen af computersimuleringer til udvikling og optimering af halvlederbehandlingsteknologier og -enheder. Modelleringen af fremstillingen kaldes Process TCAD, mens modelleringen af enhedsdriften betegnes Device TCAD. TCAD-proces- og enhedssimuleringsværktøjerne understøtter en bred vifte af applikationer såsom CMOS, strøm, hukommelse, billedsensorer, solceller og analoge/RF-enheder. For eksempel, hvis du overvejer at udvikle højeffektive komplekse solceller, kan overvejelse af et kommercielt TCAD-værktøj spare dig udviklingstid og reducere antallet af dyre prøveproduktioner. TCAD giver indsigt i de grundlæggende fysiske fænomener, der i sidste ende påvirker ydeevne og udbytte. Brug af TCAD kræver dog køb og licensering af softwareværktøjerne, tid til at lære TCAD-værktøjet og endnu mere at blive professionel og flydende med værktøjet. Dette kan være virkelig dyrt og svært, hvis du ikke vil bruge denne software på en løbende eller langsigtet basis. I disse tilfælde kan vi hjælpe dig med at tilbyde service fra vores ingeniører, som bruger disse værktøjer til daglig. Kontakt os for mere information.

 

HALVLEDER PROCES DESIGN

Der er talrige typer udstyr og processer, der anvendes i halvlederindustrien. Det er hverken nemt eller en god idé altid at overveje at købe et nøglefærdigt system, der tilbydes på markedet. Afhængigt af applikationen og de overvejede materialer skal halvlederkapitaludstyr vælges omhyggeligt og integreres i en produktionslinje. Der er brug for højt specialiserede og erfarne ingeniører til at bygge en produktionslinje til en producent af halvlederenheder. Vores exceptionelle procesingeniører kan hjælpe dig ved at designe en prototype- eller masseproduktionslinje, der passer til dit budget. Vi kan hjælpe dig med at vælge de mest egnede processer og udstyr, der lever op til dine forventninger. Vi vil forklare dig fordelene ved bestemt udstyr og hjælpe dig gennem faserne af etableringen af din prototyping eller masseproduktionslinje. Vi kan træne dig i knowhow og gøre dig klar til at betjene din linje. Det hele afhænger af dine behov. Vi kan formulere den bedste løsning fra sag til sag. Nogle hovedtyper af udstyr, der bruges til fremstilling af halvlederenheder, er fotolitografiske værktøjer, aflejringssystemer, ætsningssystemer, forskellige test- og karakteriseringsværktøjer...osv. De fleste af disse værktøjer er seriøse investeringer, og virksomheder kan ikke tolerere forkerte beslutninger, især fabrikater, hvor selv et par timers nedetid kan være ødelæggende. En af de udfordringer, som mange faciliteter kan stå over for, er at sikre, at deres anlægsinfrastruktur er egnet til at rumme halvlederprocesudstyret. Meget skal gennemgås omhyggeligt, før der træffes en fast beslutning om at installere et bestemt udstyr eller klyngeværktøj, herunder det aktuelle niveau af renrummet, opgradering af renrummet, hvis det er nødvendigt, planlægning af kraft- og forløbergasledningerne, ergonomi, sikkerhed , driftsoptimering….osv. Tal med os først, før du går ind i disse investeringer. At få dine planer og projekter gennemgået af vores erfarne halvlederfabrikanter og -ledere vil kun bidrage positivt til dine forretningsbestræbelser.

 

TEST AF HALVLEDERE MATERIALER OG ENHEDER

I lighed med halvlederbehandlingsteknologierne kræver testning og kvalitetskontrol af halvledermaterialer og -enheder højt specialiseret udstyr og teknisk knowhow. Vi betjener vores kunder på dette område ved at yde ekspertvejledning og rådgivning om den type test- og metrologiudstyr, der er den bedste og mest økonomiske til en bestemt applikation, ved at bestemme og verificere egnetheden af infrastrukturen på kundens facilitet…..osv. Forureningsniveauer i rene rum, vibrationer på gulvet, luftcirkulationsretninger, bevægelse af mennesker osv. alle skal nøje vurderes og evalueres. Vi kan også uafhængigt teste dine prøver, levere detaljerede analyser, bestemme årsagen til fejl...osv. som ekstern kontraktleverandør. Fra prototypetest til fuldskalaproduktion kan vi hjælpe dig med at sikre renheden af udgangsmaterialer, vi kan hjælpe med at reducere udviklingstiden og løse udbytteproblemer i halvlederfremstillingsmiljøet.

 

Vores halvlederingeniører bruger følgende software- og simuleringsværktøjer til halvlederproces- og enhedsdesign:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL halvledermodul

 

Vi har adgang til en bred vifte af avanceret laboratorieudstyr til at udvikle og teste halvledermaterialer og -enheder, herunder:

• Sekundær ionmassespektrometri (SIMS), flyvningstid SIMS (TOF-SIMS)

• Transmissionselektronmikroskopi – Scanningtransmissionselektronmikroskopi (TEM-STEM)

• Scanningselektronmikroskopi (SEM)

• Røntgenfotoelektronspektroskopi – Elektronspektroskopi til kemisk analyse (XPS-ESCA)

• Gelpermeationskromatografi (GPC)

• Højtydende væskekromatografi (HPLC)

• Gaschromatografi – massespektrometri (GC-MS)

• Induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS)

• Glødeudladningsmassespektrometri (GDMS)

• Laser ablation induktivt koblet plasmamassespektrometri (LA-ICP-MS)

• Væskekromatografi massespektrometri (LC-MS)

• Auger Electron Spectroscopy (AES)

• Energidispersiv spektroskopi (EDS)

• Fourier Transform Infrarød Spectroscopy (FTIR)

• Elektronenergitabsspektroskopi (EELS)

• Induktivt koblet plasma optisk emissionsspektroskopi (ICP-OES)

• Raman

• Røntgendiffraktion (XRD)

• X-Ray Fluorescens (XRF)

• Atomic Force Microscopy (AFM)

• Dual Beam - Fokuseret Ion Beam (Dual Beam - FIB)

• Elektron tilbagespredningsdiffraktion (EBSD)

• Optisk profilometri

• Residual Gas Analysis (RGA) & internt vanddampindhold

• Instrumentel gasanalyse (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF)

• Spekulær røntgenreflektivitet (XRR)

• Dynamic Mechanical Analysis (DMA)

• Destruktiv fysisk analyse (DPA) i overensstemmelse med MIL-STD-kravene

• Differential Scanning Calorimetry (DSC)

• Termogravimetrisk analyse (TGA)

• Termomekanisk analyse (TMA)

• Realtidsrøntgen (RTX)

• Scanning akustisk mikroskopi (SAM)

• Tests til evaluering af elektroniske egenskaber

• Fysiske og mekaniske tests

• Andre termiske tests efter behov

• Miljøkamre, ældningstest

 

Nogle af de almindelige test, vi udfører på halvledere og enheder fremstillet heraf, er:

• Evaluering af rengøringseffektiviteten ved at kvantificere overflademetaller på halvlederwafere

• Identifikation og lokalisering af sporniveau urenheder og partikelforurening i halvlederenheder

• Måling af tykkelse, tæthed og sammensætning af tynde film

• Karakterisering af doteringsdosis og profilform, kvantificering af bulk doteringsmidler og urenheder

• Undersøgelse af tværsnitsstrukturen af IC'er

• Todimensionel kortlægning af matrixelementer i en halvledermikroenhed ved hjælp af scanningtransmissionselektronmikroskopi-elektronenergitabsspektroskopi (STEM-EELS)

• Identifikation af kontaminering ved grænseflader ved hjælp af Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• Visualisering og kvantitativ evaluering af overflademorfologi

• Identifikation af wafer-dis og misfarvning

• ATE engineering og test til produktion og udvikling

• Test af halvlederprodukt, burn-in og pålidelighedskvalifikation for at sikre IC-egnethed