การออกแบบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

วิศวกรออกแบบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ของเราใช้โมดูลซอฟต์แวร์เฉพาะที่มีเครื่องมือเฉพาะสำหรับการวิเคราะห์การทำงานของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในระดับฟิสิกส์พื้นฐาน โมดูลดังกล่าวอิงตามสมการการแพร่แบบดริฟท์ โดยใช้แบบจำลองการขนส่งแบบไอโซเทอร์มอลหรือแบบไม่มีความร้อน เครื่องมือซอฟต์แวร์ดังกล่าวมีประโยชน์สำหรับการจำลองอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้งานได้จริง รวมถึงทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ (BJTs), ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ของโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์ (MESFETs), ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ของโลหะออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ (MOSFETs), ทรานซิสเตอร์สองขั้วแบบ insulated-gate IGBTs), ไดโอด Schottky และทางแยก PN เอฟเฟกต์มัลติฟิสิกส์มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่ทรงพลังเช่นนี้ เราจึงสามารถสร้างแบบจำลองที่เกี่ยวข้องกับเอฟเฟกต์ทางกายภาพหลายอย่างได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น เอฟเฟกต์ความร้อนภายในอุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถจำลองได้โดยใช้อินเทอร์เฟซฟิสิกส์การถ่ายเทความร้อน สามารถรวมทรานสิชั่นเชิงแสงเพื่อจำลองอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดเปล่งแสง (LED) และโฟโตไดโอด (PD) ซอฟต์แวร์เซมิคอนดักเตอร์ของเราใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีมาตราส่วนความยาวตั้งแต่ 100 นาโนเมตรขึ้นไป ภายในซอฟต์แวร์นี้ มีอินเทอร์เฟซทางฟิสิกส์จำนวนหนึ่ง ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับการรับอินพุตของแบบจำลองเพื่ออธิบายชุดของสมการทางกายภาพและเงื่อนไขขอบเขต เช่น อินเทอร์เฟซสำหรับการสร้างแบบจำลองการขนส่งอิเล็กตรอนและรูในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ พฤติกรรมไฟฟ้าสถิต...เป็นต้น อินเทอร์เฟซของเซมิคอนดักเตอร์แก้สมการของปัวซองร่วมกับสมการความต่อเนื่องสำหรับความเข้มข้นของอิเล็กตรอนและประจุพาหะของรูอย่างชัดเจน เราสามารถเลือกการแก้แบบจำลองด้วยวิธีไฟไนต์โวลุ่มหรือวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ อินเทอร์เฟซประกอบด้วยแบบจำลองวัสดุสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และวัสดุฉนวน นอกเหนือจากเงื่อนไขขอบเขตสำหรับหน้าสัมผัสโอห์มมิก หน้าสัมผัสชอตต์กี้ ประตู และเงื่อนไขขอบเขตไฟฟ้าสถิตที่หลากหลาย คุณลักษณะภายในอินเทอร์เฟซอธิบายคุณสมบัติการเคลื่อนย้าย เนื่องจากถูกจำกัดโดยการกระจายตัวของตัวพาภายในวัสดุ เครื่องมือซอฟต์แวร์ประกอบด้วยโมเดลการเคลื่อนย้ายที่กำหนดไว้ล่วงหน้าหลายรุ่น และตัวเลือกในการสร้างโมเดลการเคลื่อนย้ายที่ผู้ใช้กำหนดเองแบบกำหนดเอง โมเดลทั้งสองประเภทนี้สามารถนำมารวมกันในรูปแบบใดก็ได้ โมเดลการเคลื่อนที่แต่ละแบบจะกำหนดอิเล็กตรอนเอาต์พุตและการเคลื่อนที่ของรู ความคล่องตัวของเอาต์พุตสามารถใช้เป็นอินพุตสำหรับโมเดลการเคลื่อนย้ายอื่นๆ ในขณะที่สามารถใช้สมการเพื่อรวมการเคลื่อนย้ายได้ อินเทอร์เฟซยังมีคุณสมบัติในการเพิ่มการรวม Auger, Direct และ Shockley-Read Hall ให้กับโดเมนเซมิคอนดักเตอร์หรืออนุญาตให้ระบุอัตราการรวมตัวกันใหม่ของเรา ต้องระบุการแจกจ่ายยาสลบสำหรับการสร้างแบบจำลองของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เครื่องมือซอฟต์แวร์ของเรามีคุณลักษณะโมเดลยาสลบสำหรับการดำเนินการนี้ สามารถระบุค่าคงที่เช่นเดียวกับโปรไฟล์ยาสลบที่กำหนดโดยเราหรือสามารถใช้โปรไฟล์ยาสลบแบบเกาส์เซียนโดยประมาณได้ เราสามารถนำเข้าข้อมูลจากแหล่งภายนอกได้เช่นกัน เครื่องมือซอฟต์แวร์ของเรามีความสามารถด้านไฟฟ้าสถิตที่ได้รับการปรับปรุง มีฐานข้อมูลวัสดุพร้อมคุณสมบัติของวัสดุหลายชนิด

 

ประมวลผล TCAD และอุปกรณ์ TCAD

เทคโนโลยี Computer-Aided Design (TCAD) หมายถึงการใช้คอมพิวเตอร์จำลองเพื่อพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีและอุปกรณ์การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ การสร้างแบบจำลองของการผลิตเรียกว่า Process TCAD ในขณะที่การสร้างแบบจำลองของการทำงานของอุปกรณ์เรียกว่า Device TCAD เครื่องมือจำลองกระบวนการและอุปกรณ์ TCAD รองรับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น CMOS, กำลังไฟฟ้า, หน่วยความจำ, เซ็นเซอร์ภาพ, เซลล์แสงอาทิตย์ และอุปกรณ์แอนะล็อก/RF ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังพิจารณาที่จะพัฒนาโซลาร์เซลล์ที่ซับซ้อนที่มีประสิทธิภาพสูง การพิจารณาเครื่องมือ TCAD เชิงพาณิชย์สามารถช่วยคุณประหยัดเวลาในการพัฒนาและลดจำนวนการทดลองใช้ในการผลิตที่มีราคาแพง TCAD ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพพื้นฐานที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและผลผลิตในท้ายที่สุด อย่างไรก็ตาม การใช้ TCAD จำเป็นต้องซื้อและให้สิทธิ์ใช้งานเครื่องมือซอฟต์แวร์ เวลาในการเรียนรู้เครื่องมือ TCAD และต้องมีความเป็นมืออาชีพและคล่องแคล่วในการใช้เครื่องมือมากยิ่งขึ้น ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายสูงและยากหากคุณจะไม่ใช้ซอฟต์แวร์นี้อย่างต่อเนื่องหรือระยะยาว ในกรณีเหล่านี้ เราสามารถช่วยคุณนำเสนอบริการของวิศวกรของเราที่ใช้เครื่องมือเหล่านี้เป็นประจำทุกวัน ติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม.

 

การออกแบบกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์

มีอุปกรณ์และกระบวนการหลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ไม่ใช่เรื่องง่ายหรือเป็นความคิดที่ดีที่จะพิจารณาซื้อระบบเทิร์นคีย์ที่มีอยู่ในตลาดเสมอ ขึ้นอยู่กับการใช้งานและวัสดุที่พิจารณา อุปกรณ์กึ่งตัวนำต้องได้รับการคัดเลือกและรวมเข้ากับสายการผลิตอย่างรอบคอบ จำเป็นต้องมีวิศวกรที่เชี่ยวชาญและมีประสบการณ์สูงในการสร้างสายการผลิตสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ วิศวกรกระบวนการที่ยอดเยี่ยมของเราสามารถช่วยคุณด้วยการออกแบบต้นแบบหรือสายการผลิตจำนวนมากที่เหมาะกับงบประมาณของคุณ เราสามารถช่วยคุณเลือกกระบวนการและอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดที่ตรงกับความคาดหวังของคุณ เราจะอธิบายข้อดีของอุปกรณ์เฉพาะและช่วยเหลือคุณตลอดขั้นตอนการสร้างต้นแบบหรือสายการผลิตจำนวนมาก เราสามารถฝึกอบรมคุณเกี่ยวกับความรู้ความชำนาญและทำให้คุณพร้อมที่จะใช้งานสายงานของคุณ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ เราสามารถกำหนดวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดได้เป็นกรณี ๆ ไป อุปกรณ์หลักบางประเภทที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่ เครื่องมือโฟโตลิโทกราฟี ระบบการทับถม ระบบการแกะสลัก เครื่องมือทดสอบและการกำหนดลักษณะต่างๆ……เป็นต้น เครื่องมือเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นการลงทุนที่จริงจัง และองค์กรต่างๆ ก็ไม่สามารถทนต่อการตัดสินใจที่ไม่ถูกต้องได้ หนึ่งในความท้าทายที่โรงงานหลายแห่งอาจเผชิญคือต้องแน่ใจว่าโครงสร้างพื้นฐานของโรงงานมีความเหมาะสมเพื่อรองรับอุปกรณ์ในกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ จำเป็นต้องตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนก่อนตัดสินใจอย่างแน่วแน่ในการติดตั้งอุปกรณ์หรือเครื่องมือคลัสเตอร์โดยเฉพาะ รวมถึงระดับปัจจุบันของห้องปลอดเชื้อ การอัพเกรดห้องปลอดเชื้อหากจำเป็น การวางแผนกำลังไฟฟ้าและท่อก๊าซสารตั้งต้น การยศาสตร์ ความปลอดภัย , การเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน….ฯลฯ พูดคุยกับเราก่อนทำการลงทุนเหล่านี้ การให้แผนและโครงการของคุณได้รับการตรวจสอบโดยวิศวกรและผู้จัดการด้านเซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสบการณ์ของเราจะส่งผลในทางบวกต่อความพยายามทางธุรกิจของคุณเท่านั้น

 

การทดสอบวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ การทดสอบและ QC ของวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ต้องการอุปกรณ์และความรู้ด้านวิศวกรรมที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ เราให้บริการลูกค้าในพื้นที่นี้โดยให้คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญและให้คำปรึกษาเกี่ยวกับประเภทของอุปกรณ์ทดสอบและมาตรวิทยาที่ดีที่สุดและประหยัดที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะ กำหนดและตรวจสอบความเหมาะสมของโครงสร้างพื้นฐานที่โรงงานของลูกค้า…..เป็นต้น ระดับการปนเปื้อนของห้องสะอาด การสั่นสะเทือนบนพื้น ทิศทางการหมุนเวียนของอากาศ การเคลื่อนไหวของผู้คน….ฯลฯ ทั้งหมดต้องได้รับการประเมินและประเมินอย่างรอบคอบ นอกจากนี้เรายังสามารถทดสอบตัวอย่างของคุณ ให้การวิเคราะห์โดยละเอียด ระบุสาเหตุของความล้มเหลว...เป็นต้น เป็นผู้ให้บริการภายนอกตามสัญญา ตั้งแต่การทดสอบต้นแบบไปจนถึงการผลิตเต็มรูปแบบ เราสามารถช่วยให้คุณมั่นใจในความบริสุทธิ์ของวัสดุเริ่มต้น เราสามารถช่วยลดเวลาในการพัฒนาและแก้ปัญหาผลผลิตในสภาพแวดล้อมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

 

วิศวกรเซมิคอนดักเตอร์ของเราใช้ซอฟต์แวร์และเครื่องมือจำลองต่อไปนี้สำหรับกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์และการออกแบบอุปกรณ์:

• ANSYS RedHawk / Q3D Extractor / Totem / PowerArtist

• MicroTec SiDif / SemSim / SibGraf

• โมดูลเซมิคอนดักเตอร์ COMSOL

 

เราสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขั้นสูงที่หลากหลายเพื่อพัฒนาและทดสอบวัสดุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งรวมถึง:

• เครื่องวัดมวลไอออนทุติยภูมิ (SIMS), Time of Flight SIMS (TOF-SIMS)

• กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด - การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (TEM-STEM)

• การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM)

• X-Ray Photoelectron Spectroscopy – Electron Spectroscopy สำหรับการวิเคราะห์ทางเคมี (XPS-ESCA)

• เจลซึมผ่านโครมาโตกราฟี (GPC)

• โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC)

• แก๊สโครมาโตกราฟี – แมสสเปกโตรเมทรี (GC-MS)

• พลาสมาแมสสเปกโตรเมตรีแบบเหนี่ยวนำคู่ (ICP-MS)

• โกลว์ดิสชาร์จแมสสเปกโตรเมตรี (GDMS)

• Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

• Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LC-MS)

• สว่านอิเล็กตรอนสเปกโตรสโคปี (AES)

• สเปกโตรสโคปีแบบกระจายพลังงาน (EDS)

• ฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FTIR)

• สเปกโตรสโคปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอน (EELS)

• Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES)

• รามัน

• การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD)

• เอ็กซ์เรย์เรืองแสง (XRF)

• กล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอม (AFM)

• ลำแสงคู่ - ลำแสงไอออนโฟกัส (Dual Beam – FIB)

• การเลี้ยวเบนกลับของอิเล็กตรอน (EBSD)

• การวัดโปรไฟล์ด้วยแสง

• การวิเคราะห์ก๊าซตกค้าง (RGA) และปริมาณไอน้ำภายใน

• การวิเคราะห์ก๊าซด้วยเครื่องมือ (IGA)

• Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

• เอ็กซ์เรย์ฟลูออเรสเซนต์สะท้อนแสงรวม (TXRF)

• การสะท้อนแสงเอ็กซ์เรย์แบบพิเศษ (XRR)

• การวิเคราะห์ทางกลแบบไดนามิก (DMA)

• การวิเคราะห์ทางกายภาพเชิงทำลาย (DPA) ที่สอดคล้องกับข้อกำหนด MIL-STD

• การวัดปริมาณความร้อนจากการสแกนแบบดิฟเฟอเรนเชียล (DSC)

• การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักทางความร้อน (TGA)

• การวิเคราะห์เชิงความร้อน (TMA)

• เอ็กซ์เรย์แบบเรียลไทม์ (RTX)

• การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อะคูสติก (SAM)

• การทดสอบเพื่อประเมินคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์

• การทดสอบทางกายภาพและทางกล

• การทดสอบความร้อนอื่นๆ ตามความจำเป็น

• ห้องสิ่งแวดล้อม, การทดสอบผู้สูงอายุ

 

การทดสอบทั่วไปบางส่วนที่เราดำเนินการกับเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ที่ทำขึ้น ได้แก่:

• การประเมินประสิทธิภาพการทำความสะอาดโดยการหาปริมาณโลหะบนพื้นผิวบนแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

• การระบุและค้นหาสิ่งเจือปนในระดับการติดตามและการปนเปื้อนของอนุภาคในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์

• การวัดความหนา ความหนาแน่น และองค์ประกอบของฟิล์มบาง

• การหาลักษณะพิเศษของปริมาณสารเจือปนและรูปร่างโปรไฟล์ การหาปริมาณสารเจือปนและสิ่งสกปรกจำนวนมาก

• การตรวจสอบโครงสร้างหน้าตัดของไอซี

• การทำแผนที่สองมิติขององค์ประกอบเมทริกซ์ในไมโครอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โดยการสแกนสเปกโตรสโกปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (STEM-EELS)

• การระบุการปนเปื้อนที่ส่วนต่อประสานโดยใช้ Auger Electron Spectroscopy (FE-AES)

• การแสดงภาพและการประเมินเชิงปริมาณของสัณฐานวิทยาของพื้นผิว

• การระบุหมอกควันและการเปลี่ยนสี

• ATE วิศวกรรมและการทดสอบสำหรับการผลิตและการพัฒนา

• การทดสอบผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ การเบิร์นอิน และคุณสมบัติความน่าเชื่อถือเพื่อรับรองความเหมาะสมของ IC