激光芯片的制造过程包括以下步骤:外延设计与生长,芯片设计,晶圆制造,流片,封装,测试。
【1】外延设计
【01】外延生长:在单晶材料(一般指的是单晶硅片)上生长一层或多层有特殊光电器件性能的晶体材料,这是制造激光芯片的核心步骤。
【2】芯片设计(在外延结构的基础上,进行电路设计、版图设计、物理验证等步骤):根据所需激光特性和应用需求,设计激光芯片的结构和功能。
详细设计:根据客户提出的规格要求,拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。
HDL编码:使用硬件描述语言(如VHDL,Verilog HDL)将模块功能以代码来描述实现,形成RTL(寄存器传输级)代码。
仿真验证:检验编码设计的正确性,看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准,一切违反、不符合规格要求的都需要重新修改设计和编码。仿真验证工具如Synopsys的VCS,Cadence的NC-Verilog。这是一个反复迭代的过程,直到验证结果显示完全符合规格标准。
逻辑综合:进行逻辑综合,这一步完成后会得到门级网表。
5.寄生参数提取和物理设计:在得到门级网表后,需要对其进行寄生参数提取和物理设计。
6.DRC/LVS 检查:进行设计规则检查和布局/布线检查,以确保设计的合规性和可制造性。
7.版图生成和物理验证:如果DRC/LVS 检查没有问题,那么就可以开始进行版图生成和物理验证。
8.制作版图:最后,制作版图,完成激光芯片的设计。
【3】晶圆制造:制造激光芯片的半导体工艺,包括抛光、氧化、蒸发、光刻、扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、掺杂等
【4】流片:激光芯片切割、焊接、封装、测试等
解离:将晶圆切割成独立的芯片。
镀膜:在芯片表面涂覆一层光学薄膜,以控制光的反射和传输。
检测
分选
背部电极
抛光(Back Polishing)
减薄(Wafer Thinning)
划片
5. 【封装】:将激光芯片封装在适合的应用环境中,以保护芯片并使其能够与光学系统和其他器件结合,形成激光器。
6. 【测试】:对激光芯片进行(电气性能测试、老化测试)以确保其符合规定的性能指标和质量要求。
激光芯片制造的工艺流程与集成电路芯片有一定相似性,但侧重点不同。激光芯片的重点在于外延生长和光刻,这直接决定了激光芯片的性能和制程。此外,激光芯片对制程要求相对不高,而对外延设计和制造要求很高。