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Ingénierie électronique et matériaux semi-conducteurs

Découvrez comment nos solutions analytiques peuvent faire progresser vos connaissances en matière de matériaux semi-conducteurs, de traitement des dispositifs et d'ingénierie électronique.

Vous voulez en savoir plus sur la façon dont nos méthodes analytiques peuvent soutenir vos recherches en ingénierie électronique et dans le domaine des matériaux semi-conducteurs ? Que vous soyez étudiant, chercheur ou professeur, nous avons rassemblé quelques exemples d'application pertinents de nos solutions de recherche dans les domaines des semi-conducteurs et du traitement des dispositifs.

Les matériaux et l'équipement analytique utilisé dans ces exemples se recoupent avec la science et l'ingénierie des matériaux, ainsi qu'avec la physique et la physique appliquée, si bien que vous pourrez trouver des informations supplémentaires sur ces pages. Les abréviations des méthodes sont expliquées au bas de cette page.

Recherche sur les semi-conducteurs

Nos applications destinées à la recherche sur les semi-conducteurs impliquent principalement une diffraction des rayons X haute résolution des couches épitaxiales. Les couches minces par MBE, MOCVD ou CVD constituent des domaines en plein essor de recherche majeurs en ingénierie électronique et en physique. C'est là que nous retrouvons la plus forte concentration de nos applications XRD haute résolution. Le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs et la volonté de relever les nombreux défis liés à l'intégration de nouveaux matériaux à des dispositifs de travail constituent une quête permanente. Le tableau ci-dessous contient une sélection de notes d'application qui illustrent les mesures typiques effectuées sur les matériaux semi-conducteurs. Cliquez sur l'un des liens du tableau pour en savoir plus !

Recherche sur les semi-conducteurs

Méthode

Préparation

Titre de la note d'application (lien)

Couches épitaxiales – recherche de réflexions

HR-XRD

Alliages GaN/InGaN

Réflexions disponibles pour les XRD coplanaires et in-plane de GaN et d'alliages associés

Couches épitaxiales – mesures rapides

HR-XRD

Plusieurs puits quantiques InGaN/GaN

Mesures rapides par diffraction des rayons X sur des structures semi-conductrices

Couches épitaxiales – stabilité thermique

HR-XRD

AlInN/GaN/Saphir

Étude de la stabilité thermique des structures de transistors à mobilité électronique élevée, à base de nitrure de gallium

Couches épitaxiales – déformation, composition et épaisseur de couche

HR-XRD

Nitrure de gallium et composés apparentés

XRD de nitrure de gallium et composés apparentés : déformation, composition et épaisseur de couche (brochure)

Couches épitaxiales – déformation, composition et épaisseur de couche

HR-XRD

GaAs sur Ge sur Si

Couches minces semi-conductrices. Analyse des cellules photovoltaïques III-V sur des substrats de silicium

Semi-conducteurs à bande étroite (IR) – composition du film, épaisseur

Fluorescence X

Films d'InxSy sur du verre

Zetium – Analyse de couches d'InxSy sur du verre à l'aide de Stratos

Polymères OLED – masse moléculaire

GPC

Poly(phénylène-vinylène) (PPV) dans du chloroforme ; 2) poly(fluorène-phénylènevinylène)(PF-PPV) dans du THF ; 3) polythiophène (PT) dans du chloroforme

Analyse de polymère conjugué par GPC-PDA

Semi-conducteurs de pérovskite – défauts

Topographie en réflexion

Pérovskite LiTaO3 

Topographie en réflexion avec le PIXcel3D

Matériaux à changement de phase – identification de phase cristalline

XRD/XRR

Tellurure d'antimoine au germanium (Ge2Sb2Te5) PCM

Combinaison de XRR et XRD pour l'étude in situ de matériaux à changement de phase

Couches minces – méthodes in-plane

XRD/HR-XRD

Co-films sur disques durs, GaN sur saphir

Diffraction in-plane

Cellules solaires à couche mince – présentation

XRD/HR-XRD

Matériaux pour cellules solaires, généralités

Techniques de diffraction des rayons X pour la caractérisation des couches minces des cellules photovoltaïques

Semi-conducteurs à large bande passante (UV) – qualité de couche mince

XRD/XRR

Films de ZnO sur du verre

Étude XRD complète de couches minces de ZnO

Traitement des dispositifs

L'analyseur de wafers de Malvern Panalytical n'est pas souvent employé dans la recherche universitaire, mais il est utile de montrer ici certains exemples de fabrication de processus dans lesquels il est utilisé pour mesurer la composition élémentaire et l'épaisseur de film. La découpe et le polissage des wafers constituent également une étape importante dans le traitement des dispositifs, et la caractérisation de la taille des particules est importante pour contrôler la qualité des slurrys de découpe et de polissage.  Cliquez sur l'un des liens du tableau pour en savoir plus !

Traitement des dispositifs

Méthode

Préparation

Titre de la note d'application (lien)

Films diélectriques – composition, épaisseur

Fluorescence X

Films diélectriques en verre borosilicaté (BPSG), bore, phosphore, silicium

Analyse des films BPSG

Couches de barrière de diffusion – composition, épaisseur

Fluorescence X

Couches multiples de Cu/TaNx sur wafers de Si

Analyse simultanée des empilements Cu/TaNx

Métallisation diffusion/liaison – épaisseur de composition

Fluorescence X

Couches de TiNx sur wafers de Si

Analyse FP multiples de couches minces de TiNx sur des substrats de Si

Couches épitaxiales – composition

Fluorescence X

Concentration en Ge dans des films de Si(1-x)Gex

Analyse des films de Si(1-x)Gex

Films ferroélectriques/diélectriques – composition, épaisseur

Fluorescence X

Films de titanate de baryum-strontium (BST) sur Pt

Analyse des films de titanate de baryum-strontium sur Pt

Couches de connexion en grille – épaisseur

Fluorescence X

Couches de tungstène (W)

Analyse des films W

Technologie de grille – épaisseur de couche

Fluorescence X

Dépôt de WSix sur du silicium

Analyse de films de WSix

Couples multiples magnétorésistantes géantes – composition, épaisseur

Fluorescence X

Couches minces de Ta, NiMn, PtMn, CoFe, Cu, NiFe, Al2O3

Analyse d'empilement de couches GMR (Giant Magneto Resistance) à l'aide de la spectrométrie de fluorescence X

Couches d'interconnexion – composition, épaisseur

Fluorescence X

Couches d'interconnexion de AlCu sur substrat de S

Analyse des films AlCu

Couches de passivation – épaisseur

Fluorescence X

Couches minces de Ni-Ta sur du Si

Zetium – analyse de couches minces de Ni-Ta à l'aide de Stratos

Têtes de lecture/écriture pour disques durs – épaisseur de couche

Fluorescence X

Films de CoNiFe sur disques durs

Contrôle de procédé en ligne de couches de CoNiFe dans la fabrication de têtes de lecture/écriture

Suspension de découpe de wafers – taille des particules et forme

Imagerie

Carbure de silicium – slurry abrasive

Analyse de slurrys abrasives de scies à fil pour faciliter le recyclage à l'aide du système d'analyse dynamique d'images automatisé FPIA-3000

Slurry de polissage de wafers – taille des particules

ELS/DLS

Particules à base de silice dans une solution de sel d'ammoniac, particules à base de silice dans une solution de KOH

Caractérisation d'échantillons de slurry de SiO2 utilisées dans le polissage chimico-mécanique

Slurry de polissage de wafers – potentiel zêta

ELS

 Particules de SiO2 ou Al2O3

Mesure du potentiel zêta de dispersions de slurry de CMP hautement concentrées

Explication des acronymes

Nos produits et technologies sont décrits sur les pages Produits. Vous trouverez ci-dessous un guide de référence rapide aux propriétés mesurées par nos instruments, avec le nom de la mesure et son acronyme. Cliquez sur chaque méthode pour en savoir plus ! 

Acronyme

Nom de la méthode

Instrument(s)

Propriété mesurée

DLS

Diffusion dynamique de la lumière

Zetasizer

Taille moléculaire, rayon hydrodynamique RH, taille des particules, distribution de taille, stabilité, concentration, agglomération

ELS

Électrophorèse laser Doppler

Zetasizer

potentiel zêta, charge des particules, stabilité de la suspension, mobilité des protéines

ITC

Calorimétrie isothermique

MicroCal ITC

Affinité de liaison, thermodynamique des réactions moléculaires en solution

DSC

Calorimétrie différentielle à balayage

DSC Microcal

Dénaturation des grosses molécules, stabilité des macromolécules

IMG

Imagerie morphologique automatisée

Morphologi 4

Imagerie des particules, mesure automatisée de la forme et de la taille

MDRS

Spectroscopie Raman à orientation morphologique

Morphologi 4-ID

Imagerie des particules, mesure automatisée de la forme et de la taille, identification chimique et détection des contaminants

LD

Diffraction laser

Mastersizer

Spraytec

Insitec

Parsum

Taille des particules, distribution de taille

NTA

Analyse du suivi individuel de particules

NanoSight

Taille des particules, distribution de taille et concentration

SEC ou GPC

Chromatographie d'exclusion stérique/

Chromatographie par perméation de gel

OMNISEC

Taille moléculaire, masse moléculaire, état oligomérique, taille des polymères ou des protéines et structure moléculaire

SPE

Préparation des échantillons par fusion

Le Neo

LeDoser

Eagon 2

Le OxAdvanced

M4

rFusion

Préparation d'échantillons de perles fondues pour XRF, préparation de solutions de peroxyde pour ICP, pesée du fondant pour la fabrication des perles

UV/Vis/NIR/ SWIR

Spectrométrie infrarouge ultra-violet/visible/proche infrarouge/à ondes courtes

LabSpec

FieldSpec

TerraSpec

QualitySpec

Identification et analyse des matériaux, humidité, minéraux, teneur en carbone. Vérification sur le terrain pour les techniques spectroscopiques depuis le ciel et par satellite.

PFTNA

Activation thermique/neutronique à pulsations rapides

CNA

Analyse élémentaire en ligne

XRD-C

Diffraction des rayons X(cristallographie)

Aeris

Empyrean

Affinement de la structure des cristaux moléculaires,

identification et quantification de la phase cristalline, rapport cristallin à amorphe, analyse de la taille des cristallites

XRD-M

Diffraction des rayons X(microstructure)

Empyrean

X'Pert3 MRD(XL)

Contrainte résiduelle, texture

XRD-CT

Imagerie par absorption des rayons X par tomographie assistée

Empyrean

Imagerie 3D de solides, de la porosité et de la densité

SAXS

Diffusion de rayons X aux petits angles

Empyrean

Nanoparticules, taille, forme et structure.

GISAXS

Diffusion de rayons X aux petits angles en incidence rasante

Empyrean

Couches minces et surfaces nanostructurées

HR-XRD

Diffraction des rayons X haute résolution

Empyrean

X'Pert3 MRD(XL)

Couches minces et multicouches épitaxiales, composition, déformation, épaisseur, qualité

XRR

Réflectométrie de rayons X

Empyrean

X'Pert3 MRD(XL)

Couches et surfaces minces, épaisseur de film, rugosité de surface et d'interface

XRF

Fluorescence X

Epsilon

Zetium

Axios FAST

2830 ZT

Composition élémentaire, concentration élémentaire, éléments traces, détection de contaminants