光学半导体的制造：工艺和质量控制

半导体是现代电子和通信技术的重要组成部分，其制造过程既复杂又精确。本文详细解释了光学半导体的制造过程，强调了每个步骤的重要性以及为确保产品质量而实施的严格质量控制措施。

光学半导体的制造过程

晶圆：光学半导体的基础

光学半导体的制造始于在砷化镓、磷化铟、磷化镓、蓝宝石或碳化硅等衬底上形成薄膜（外延层），以形成器件的功能。这些衬底的厚度从 0.25 毫米到 1.0 毫米不等，直径从 2 英寸（50 毫米）到 4 英寸（100 毫米）不等，用作外延层的基础，外延层的厚度通常在 0.05 毫米到 0.2 毫米之间。这些圆盘状基板称为晶圆。

制造流程概览(前工序、后工序再到检查)

光半导体器件的制造是通过准备晶圆并通过多个阶段依次加工来进行的。通常，制造过程分为两个主要阶段：前端和后端。

在前一道工序中，晶圆仍然是单片的，而在后一道工序中，晶圆被分割成单独的芯片。所有最终选择的芯片都包含在包装中并成为成品。

制造过程的每个阶段都包括质量控制检查。遵循程序手册，进行抽样和全面检查以管理流程和质量。这确保了产品的质量，使我们能够为客户提供可靠的光半导体器件。

什么是前期工序?

前端工艺涉及一系列步骤，其中发光或光检测元件直接在硅或化合物半导体晶片上形成。此过程的主要阶段详述如下：

元素的功能设计与图案设计
这里，元素的功能和结构是根据客户的要求而设计的。设计好元件图案后，将其转移到玻璃基板上，形成光掩模。

① 成膜
在此过程中，晶片上会形成一层薄绝缘膜，例如氧化物或氮化物。

②光刻蚀
执行一系列工艺，包括施加光刻胶、使用光掩模转移图案、曝光和显影。

（3） 蚀刻
将涂有光刻胶的晶圆暴露在紫外线下后，该过程包括从掩蔽或未掩蔽区域去除绝缘薄膜或半导体材料。

（4） 杂质扩散
在这个阶段，特定的杂质被引入超纯半导体晶片中，从而改变它们的电性能。这导致 P/N 结的形成。

这些步骤根据工艺流程图重复，最终形成元件。

电极化成
在此步骤中，形成欧姆电极。半导体具有极性，阳极为（+）电极，阴极为（-）电极。电极形成的图案使用光掩模进行转移。

晶圆检测
在制造过程结束时，使用测试设备（探测器）检查晶圆的电气性能。该过程也称为探针测试或晶圆分类。对晶圆上所有单独互连的设备进行功能缺陷检查，如果符合要求的规格，则视为合格。

什么是后工序?

“后期制作”包括四个主要步骤:晶片安装、模具焊接、电线焊接和封装。

水上镶嵌
在此阶段，晶圆被贴在粘性塑料胶带上，然后被切割成单个的碎片。贴在胶带上的晶圆随后被固定在一个环上。

切割
在此过程中，包含数千个设备的晶圆被切割成更小的碎片。这些部件被称为模具。

芯片焊接
在芯片键合过程中，芯片被放置在封装或支架上，并用银膏或类似物固定到位。该过程也称为芯片附着。

引线接合
该过程涉及将芯片粘合到外部封装或支撑件上。使用热量、压力和超声波能量的组合将电线焊接到各个侧面。

目视检查
我们目视检查芯片的位置、环氧膏的状况、接线等。

包装
在此过程中，芯片被用硅胶或环氧树脂等塑料封装，以防止物理损坏或化学腐蚀。 “封装”一词有时与包装同义使用。

成品检测
完成后端过程后，光半导体器件要进行各种电气测试，以确定它们是否正常工作。通过性能测试的设备比例称为良率。

通过这些连续的阶段，光半导体器件的制造就完成了。每个阶段都需要精确和细致的工作，从而生产出高质量的光学半导体器件。

迪睿合的光半导体制造系统

迪睿合株式会社的子公司迪睿合光半导体Solutions Corporation生产高品质光学半导体。我们通过彻底的产品质量管理来确保光半导体器件的质量和性能。

前工序从开发阶段开始在北海道惠庭市的惠庭事业所进行。通过这种体制，在确保产品质量和性能的同时，实现了生产的效率化。

后期工序也在惠庭工厂继续进行，其中一部分转移到北海道空知郡上砂川町的上砂川工厂。上砂川事业所是量产专门工厂，在这里追求降低成本和量产化。这为客户提供了高性价比的产品。

以迪睿合光半导体解决方案株式会社为核心的迪睿合集团有限公司，将通过这些努力，继续发展并保持其作为光学半导体器件领先制造商的地位。