SEMICONDUCTOR ihe Nhazi

Ndị injinia ihe nrụpụta semiconductor anyị na-eji sọftụwia sọftụwia nke na-enye ngwaọrụ raara onwe ya nye maka nyocha nke ngwaọrụ semiconductor na ọkwa physics bụ isi. Ụdị modul ndị dị otú ahụ gbadoro ụkwụ na nha nhata-mgbasa, na-eji ụdị ụgbọ njem isothermal ma ọ bụ nke na-abụghị nke anụ ahụ. Ngwa ngwanrọ ndị dị otú ahụ bara uru maka ịmegharị ngwaọrụ dị iche iche, gụnyere transistors bipolar (BJTs), transistor metal-semiconductor field-effect transistors (MESFETs), metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), insulated-gate bipolar transistors IGBTs), Schottky diodes, na PN junctions. Mmetụta multiphysics na-arụ ọrụ dị mkpa na arụmọrụ ngwaọrụ semiconductor. Site na ngwa ngwa dị ike dị otú ahụ, anyị nwere ike ịmepụta ụdị nke metụtara ọtụtụ mmetụta anụ ahụ. Dịka ọmụmaatụ, mmetụta thermal n'ime ngwaọrụ ike nwere ike ịmegharị site na iji interface physics nyefe okpomọkụ. Enwere ike itinye ntugharị anya iji megharịa ngwaọrụ dị iche iche dị ka mkpụrụ ndụ anyanwụ, diode na-emitting ọkụ (LED), na photodiodes (PDs). A na-eji ngwanrọ semiconductor anyị maka ịmegharị ngwaọrụ semiconductor nwere akpịrịkpa ogologo nke 100 nm ma ọ bụ karịa. N'ime ngwanro a, enwere ọtụtụ oghere physics - ngwaọrụ maka ịnata ntinye ihe atụ iji kọwaa usoro nha anya anụ ahụ na ọnọdụ oke, dị ka oghere maka ịmegharị njem nke elektrọn na oghere na ngwaọrụ semiconductor, omume elektrọn ha… wdg. Igwe ihe nleba anya nke semiconductor na-edozi nha nha Poisson yana njikọ na-aga n'ihu maka ma eletrọn na oghere ndị na-ebu ebu n'ụzọ doro anya. Anyị nwere ike họrọ idozi ihe nlereanya site na iji usoro oke oke ma ọ bụ usoro mmewere. Ihe ntanetị na-agụnye ụdị ihe maka semiconducting na ihe mkpuchi ihe, na mgbakwunye na ọnọdụ ókèala maka kọntaktị ohmic, kọntaktị Schottky, ọnụ ụzọ ámá, na ọtụtụ ọnọdụ ókèala electrostatic. Atụmatụ dị n'ime interface ahụ na-akọwa ihe onwunwe agagharị dịka ọ na-ejedebe site na mgbasa nke ndị na-ebu n'ime ihe. Akụrụngwa ngwanrọ na-agụnye ọtụtụ ụdị ngagharị eburu ụzọ kọwaa yana nhọrọ imepụta omenala, ụdị ngagharị akọwapụtara nke onye ọrụ. Enwere ike ijikọta ụdị ụdị abụọ a n'ụzọ aka ike. Ụdị agagharị ọ bụla na-akọwapụta ihe eletrọn na agagharị agagharị. Enwere ike iji mmegharị mmepụta ihe dị ka ntinye aka na ụdị ngagharị ndị ọzọ, ebe enwere ike iji nha nha na-ejikọta ngagharị. Ihe interface ahụ nwekwara atụmatụ iji tinye Auger, Direct na Shockley-Read Hall recombination na ngalaba semiconducting, ma ọ bụ na-enye ohere ịkọwa ọnụego nchikota nke anyị. Ekwesịrị ịkọwapụta nkesa doping maka imepụta ngwaọrụ semiconductor. Ngwá ọrụ ngwanrọ anyị na-enye ihe atụ doping iji mee nke a. Enwere ike ịkọwa profaịlụ mgbe niile yana profaịlụ doping nke anyị kọwapụtara, ma ọ bụ enwere ike iji profaịlụ Gaussian doping dị nso. Anyị nwekwara ike ibubata data sitere na isi mmalite. Ngwa ngwa anyị na-enye ike Electrostatics emelitere. Ebe nchekwa data ihe nwere akụrụngwa maka ọtụtụ ihe.

 

Usoro TCAD na ngwaọrụ TCAD

Nkà na ụzụ Kọmputa-Aided Design (TCAD) na-ezo aka n'iji simulations kọmputa nke ịmepụta na ịkwalite teknụzụ na ngwaọrụ nhazi semiconductor. A na-akpọ nhazi nke imepụta ihe TCAD TCAD, ebe a na-akpọ ụdị ọrụ ngwaọrụ TCAD Device. Usoro TCAD na ngwaọrụ ịme anwansị ngwaọrụ na-akwado ọtụtụ ngwa dị ka CMOS, ike, ebe nchekwa, ihe mmetụta onyonyo, mkpụrụ ndụ anyanwụ, na ngwaọrụ analọg/RF. Dịka ọmụmaatụ, ọ bụrụ na ị na-atụle ịmepụta mkpụrụ ndụ dị mgbagwoju anya nke ọma, na-atụle ngwá ọrụ TCAD azụmahịa nwere ike ịzọpụta gị oge mmepe ma belata ọnụ ọgụgụ nke mmepụta ule dị oke ọnụ. TCAD na-enye nghọta n'ime ihe dị mkpa anụ ahụ nke na-emetụta arụmọrụ yana mmepụta. Otú ọ dị, iji TCAD chọrọ ịzụrụ na inye ikikere ngwá ọrụ ngwanrọ, oge maka ịmụta ngwá ọrụ TCAD, na ọbụna ịghọ ọkachamara na iji ngwá ọrụ ahụ nke ọma. Nke a nwere ike ịdị oke ọnụ ma sie ike ma ọ bụrụ na ị gaghị eji ngwanro a na-aga n'ihu ma ọ bụ ogologo oge. N'ọnọdụ ndị a, anyị nwere ike inyere gị aka ịnye ọrụ nke ndị injinia anyị na-eji ngwaọrụ ndị a kwa ụbọchị. Kpọtụrụ anyị maka ozi ndị ọzọ.

 

Nhazi usoro nke SEMICONDUCTOR

Enwere ọtụtụ ụdị akụrụngwa na usoro eji na ụlọ ọrụ semiconductor. Ọ dịghị mfe ma ọ bụ ezi echiche mgbe niile na-atụle ịzụrụ a turn-key usoro awade n'ahịa. Dabere na ngwa na ihe ndị a tụlere, ọ dị mkpa ka e jiri nlezianya họrọ akụrụngwa semiconductor ma jikọta n'ahịrị mmepụta. Ndị injinia pụrụ iche na ndị nwere ahụmahụ dị mkpa iji wuo ahịrị mmepụta maka onye nrụpụta ngwaọrụ semiconductor. Ndị injinia usoro anyị pụrụ iche nwere ike inyere gị aka site n'ichepụta prototyping ma ọ bụ ahịrị mmepụta oke nke dabara na mmefu ego gị. Anyị nwere ike inyere gị aka ịhọrọ usoro na akụrụngwa kachasị mma nke na-emezu atụmanya gị. Anyị ga-akọwara gị uru nke akpan akpan akụrụngwa na-enyere gị aka n'oge nile nke guzobe gị prototyping ma ọ bụ uka mmepụta akara. Anyị nwere ike ịzụ gị ka ị mara ma mee ka ị dịrị njikere ịrụ ọrụ ahịrị gị. Ihe niile dabere na mkpa gị. Anyị nwere ike ịmepụta ihe ngwọta kachasị mma n'otu n'otu n'otu n'otu. Ụfọdụ ụdị akụrụngwa ndị a na-eji na-emepụta ngwaọrụ semiconductor bụ ngwa fotolithographic, sistemu nkwụnye ego, sistemụ etching, ngwaọrụ nyocha na njirimara dị iche iche…… wdg. Ọtụtụ n'ime ngwaọrụ ndị a bụ nnukwu itinye ego na ụlọ ọrụ enweghị ike ịnabata mkpebi na-ezighi ezi, ọkachasị fabs ebe ọbụlagodi awa ole na ole nke ọdịda nwere ike imebi. Otu n'ime ihe ịma aka ọtụtụ ụlọ ọrụ nwere ike na-eche ihu bụ ijide n'aka na emebere akụrụngwa ihe ọkụkụ ha nke ọma iji nabata ngwa ọrụ nhazi semiconductor. Ọ dị mkpa ka e jiri nlezianya nyochaa ọtụtụ ihe tupu ịme mkpebi siri ike na ịwụnye otu ngwá ọrụ ma ọ bụ ngwá ọrụ ụyọkọ, gụnyere ọkwa dị ugbu a nke ime ụlọ dị ọcha, imelite ụlọ dị ọcha ma ọ bụrụ na ọ dị mkpa, atụmatụ nke ike na precursor gas, ergonomy, nchekwa. , njikarịcha arụmọrụ….etc. Buru ụzọ gwa anyị okwu tupu ịbanye na ntinye ego ndị a. Inwe atụmatụ gị na ọrụ gị nyocha site n'aka ndị injinia ụlọ ọrụ semiconductor fab na ndị njikwa ga-atụnye aka nke ọma na mbọ azụmahịa gị.

 

Nnwale nke ihe Semiconductor ihe na ngwaọrụ

Dị ka teknụzụ nhazi semiconductor, nnwale na QC nke ihe na ngwaọrụ semiconductor chọrọ akụrụngwa pụrụ iche na ịma-ụzọ injinia. Anyị na-ejere ndị ahịa anyị ozi na mpaghara a site n'inye ndụmọdụ ndị ọkachamara na ndụmọdụ maka ụdị ule na akụrụngwa metrology nke kachasị mma na nke kachasị akụ na ụba maka otu ngwa, na-ekpebi ma na-achọpụta na ọ dabara nke ọma na akụrụngwa na ụlọ ahịa ndị ahịa ....etc. Ọkwa mmetọ ụlọ dị ọcha, ịma jijiji n'ala, ntụzịaka ikuku ikuku, mmegharị nke ndị mmadụ,….wdg. niile kwesịrị ka e jiri nlezianya nyochaa ma nyochaa. Anyị nwekwara ike nwalee n'onwe gị samples, nye nkọwa zuru ezu, chọpụta ihe kpatara ọdịda… wdg. dị ka onye na-eweta ọrụ nkwekọrịta n'èzí. Site na nnwale prototype na mmepụta ihe zuru oke, anyị nwere ike inyere gị aka hụ na ịdị ọcha nke ihe mmalite, anyị nwere ike inye aka belata oge mmepe ma dozie nsogbu mkpụrụ na mpaghara nrụpụta semiconductor.

 

Ndị injinia semiconductor anyị na-eji sọftụwia na ngwa simulation ndị a maka usoro semiconductor na imewe ngwaọrụ:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• COMSOL Semiconductor Module

 

Anyị nwere ohere ịnweta akụrụngwa ụlọ nyocha dị elu dị iche iche iji mepụta na nwalee ihe na ngwaọrụ semiconductor, gụnyere:

• Ion Mass Spectrometry (SIMS), Oge ụgbọ elu SIMS (TOF-SIMS)

• Nzigharị Electron microscope – Nyochaa nnyefe eletrọn microscope (TEM-STEM)

• Nyocha Electron Microscope (SEM)

• X-Ray Photoelectron Spectroscopy – Electron Spectroscopy maka nyocha kemịkal (XPS-ESCA)

• Gel Permeation Chromatography (GPC)

• Chromatography Liquid Na-arụ Ọrụ Dị Elu (HPLC)

• Chromatography gas – Mass Spectrometry (GC-MS)

• Spectrometry Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) jikọtara ọnụ nke ọma

• Ihe nleba anya nke ukwuu (GDMS)

• Ọkpụkpụ Laser na-ejikọta Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

• Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LC-MS)

• Auger Electron Spectroscopy (AES)

• Spectroscopy ike na-agbasasị ike (EDS)

• Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

• Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS)

• Ihe nleba anya na-eme ka Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) jikọtara ọnụ.

• Raman

• Mgbasa X-ray (XRD)

• X-Ray Fluorescence (XRF)

• Atomic Force Microscope (AFM)

• Igwe ọkụ abụọ - Ion Beam lekwasịrị anya (Dual Beam – FIB)

• Electron Backscatter Diffraction (EBSD)

• Profilometry anya

• Nyocha gas fọdụrụnụ (RGA) & Ọdịnaya Vapor Mmiri dị n'ime

• Nyocha gas akụrụngwa (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• Mgbakọta ntule X-ray Fluorescence (TXRF)

• Ntụle X-ray pụrụ iche (XRR)

• Nyocha Mechanical Dynamic (DMA)

• Nyocha anụ ahụ na-emebi emebi (DPA) kwekọrọ na ihe MIL-STD chọrọ

• Calorimetry nyocha dị iche (DSC)

• Nyocha Thermogravimetric (TGA)

• Nyocha Thermomechanical (TMA)

• Ezigbo X-ray (RTX)

• Nyocha Acoustic Microscope (SAM)

• Nnwale iji nyochaa akụrụngwa eletrọnịkị

• Nnwale anụ ahụ & igwe

• Nlele okpomọkụ ndị ọzọ dị ka achọrọ

• Ụlọ gburugburu ebe obibi, ule ịka nká

 

Ụfọdụ n'ime ule nkịtị anyị na-eme na semiconductor na ngwaọrụ emere na ya bụ:

• Ịtụle ịdị irè ihicha ahụ site n'ịgụpụta ọla ndị dị n'elu na wafers semiconductor

• Ịmata na ịchọta adịghị ọcha n'ọkwa trace na mmetọ ahụ n'ime ngwaọrụ semiconductor

• Ntụle nke ọkpụrụkpụ, njupụta, na nhazi nke ihe nkiri ndị dị mkpa

• Njirimara nke dopant dose na ọdịdị profaịlụ, na-agụta nnukwu dopants na adịghị ọcha

• Nyocha nke nhazi akụkụ nke IC

• Maapụ akụkụ abụọ nke ihe matriks dị na microdevice semiconductor site na nyocha nke nnyefe Electron microscope-Electron Energy Loss Spectroscopy (STEM-EELS)

• Nchọpụta nke mmetọ na interfaces site na iji Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• Nlele anya na ọnụọgụ ọnụọgụ nke ọdịdị ọdịdị elu

• Ịmata wafer haze na discoloration

• Injinia ATE na nnwale maka mmepụta na mmepe

• Nnwale nke ngwaahịa semiconductor, ọkụ ọkụ na ntozu ntụkwasị obi iji mesie ahụ ike IC