Delfts Delmic spoort onzichtbare kristalfouten op
Het Delftse technologiebedrijf Delmic heeft met AURORA een nieuw systeem gepresenteerd dat onzichtbare kristalfouten in moderne halfgeleidermaterialen automatisch opspoort. Door de explosief groeiende vraag naar rekenkracht en energie schakelen chipfabrikanten steeds vaker over van traditioneel silicium naar materialen zoals siliciumcarbide en galliumnitride. Deze nieuwe materialen beperken energieverlies en zijn beter bestand tegen hoge spanningen en temperaturen, waardoor ze essentieel zijn voor snelladers, elektrische voertuigen en de stroomvoorziening van AI-datacenters.
De productie van foutloze kristallen in deze geavanceerde materialen vormt echter een grote uitdaging. Minuscule onvolkomenheden in de onderste laag van een wafer kunnen doordringen tot in de bovenliggende lagen en blijven bij conventionele inspectiemethoden vaak onopgemerkt. Soms komt een afwijking pas aan het licht wanneer een chip al is verwerkt in een auto of datacenter-server.
Omdat wafers van siliciumcarbide aanzienlijk duurder zijn dan gangbare siliciumwafers, leidt late ontdekking van defecten tot hoge kosten en verlies van schaarse productietijd. Grote spelers in deze markt, zoals Infineon, STMicroelectronics en onsemi, zetten dan ook zwaar in op het terugdringen van uitval.
Waar het opsporen van dergelijke afwijkingen tot nu toe veelal tijdrovend handwerk was voor hooggespecialiseerde experts, automatiseert AURORA dit proces op basis van kathodoluminescentie. Hierbij beschiet een elektronenmicroscoop het halfgeleidermateriaal met een fijne elektronenbundel, waardoor het materiaal licht uitzendt.
Op plekken waar het kristalrooster verstoord is, verandert dat licht van kleur of neemt de intensiteit af. Een gevoelige spiegel vangt dit signaal op, wat resulteert in een gedetailleerde kaart van de wafer waarop defecten, materiaalspanningen en verontreinigingen tot op nanoschaal zichtbaar worden. Het systeem lijnt de spiegel automatisch uit, compenseert voor eventuele kromming van de wafer en kan onbemand meetprogramma's uitvoeren over wafers tot 300 millimeter doorsnede.
Microscoop
AURORA is ontworpen als een modulaire uitbreiding die wordt ingebouwd in bestaande elektronenmicroscopen met een grote vacuümkamer. Zodra de spiegel wordt ingetrokken, blijft de microscoop gewoon beschikbaar voor regulier onderzoek. Volgens Delmic-CEO Sander den Hoedt ligt de volgende grote sprong in de elektronica niet alleen in nog kleinere transistors, maar vooral in betere materialen die het tempo bepalen voor AI, elektrisch vervoer en schone energie. Delmic brengt AURORA in het eerste kwartaal van 2027 op de markt in vier standaardconfiguraties, afgestemd op uiteenlopende halfgeleidermaterialen van het ultraviolette tot het infrarode spectrum.
Meer over Chip
Over Witold Kepinski
