光學半導體的製造：工藝和品質控制

半導體是現代電子和通信技術的重要組成部分，其製造過程既複雜又精確。本文詳細解釋了光學半導體的製造過程，強調了每個步驟的重要性以及為確保產品品質而實施的嚴格品質控制措施。

光學半導體的製造過程

晶圓：光學半導體的基礎

光學半導體的製造始於在砷化鎵、磷化銦、磷化鎵、藍寶石或碳化矽等襯底上形成薄膜（外延層），以形成器件的功能。這些襯底的厚度從0.25毫米到1.0毫米不等，直徑從2英寸（50毫米）到4英寸（100毫米）不等，用作外延層的基礎，外延層的厚度通常在0.05毫米到0.2毫米之間。這些圓盤狀基板稱為晶圓。

制造流程概覽(前工序、後工序再到檢查)

光半導體器件的製造是通過準備晶圓並通過多個階段依次加工來進行的。通常，製造過程分為兩個主要階段：前端和後端。

在前一道工序中，晶圓仍然是單片的，而在後一道工序中，晶圓被分割成單獨的晶片。所有最終選擇的晶片都包含在包裝中並成為成品。

製造過程的每個階段都包括品質控制檢查。遵循程式手冊，進行抽樣和全面檢查以管理流程和品質。這確保了產品的品質，使我們能夠為客戶提供可靠的光半導體器件。

什麽是前期工序?

前端工藝涉及一系列步驟，其中發光或光檢測元件直接在矽或化合物半導體晶片上形成。此過程的主要階段詳述如下：

元素的功能設計與圖案設計
這裡，元素的功能和結構是根據客戶的要求而設計的。設計好元件圖案後，將其轉移到玻璃基板上，形成光掩模。

① 成膜
在此過程中，晶片上會形成一層薄絕緣膜，例如氧化物或氮化物。

②光蝕刻
需要進行一系列工序，包括塗敷光阻、使用光掩模轉移圖案、曝光和顯影。

（3） 蝕刻
將塗有光刻膠的晶圓暴露在紫外線下后，該過程包括從掩蔽或未掩蔽區域去除絕緣薄膜或半導體材料。

（4） 雜質擴散
在這個階段，特定的雜質被引入超純半導體晶片中，從而改變它們的電性能。這導致 P/N 結的形成。

這些步驟根據工藝流程圖重復，最終形成元件。

電極化成
在此步驟中，形成歐姆電極。半導體具有極性，陽極為（+）電極，陰極為（-）電極。電極形成的圖案使用光掩模進行轉移。

晶圓檢測
在製造過程結束時，使用測試設備（探測器）檢查晶圓的電氣性能。該過程也稱為探針測試或晶圓分類。檢查晶圓上連接在一起的每個單獨設備是否有功能缺陷，如果符合要求的規格，則視為合格。

什麽是後工序?

“後期制作”包括四個主要步驟:晶片安裝、模具焊接、電線焊接和封裝。

水上鑲嵌
在此階段，晶圓被貼在黏性塑膠膠帶上，然後被切割成單一的碎片。貼在膠帶上的晶圓隨後被固定在一個環上。

切割
在此過程中，包含數千個設備的晶圓被切割成更小的碎片。這些部件被稱為模具。

晶片焊接
在晶片鍵合過程中，晶片被放置在封裝或支架上，並用銀膏或類似物固定到位。該過程也稱為晶片附著。

引線鍵合
該過程涉及將晶片粘合到外部封裝或支撐件上。使用熱量、壓力和超音波能量的組合將電線焊接到各個側面。

目視檢查
我們目視檢查晶片的位置、環氧膏的狀況、接線等。

包裝
在此過程中，晶片被用矽膠或環氧樹脂等塑膠封裝，以防止物理損壞或化學腐蝕。 「封裝」一詞有時與包裝同義使用。

成品檢測
完成後端過程後，光半導體器件要進行各種電氣測試，以確定它們是否正常工作。通過性能測試的設備比例稱為良率。

通過這些連續的階段，光半導體器件的製造就完成了。每個階段都需要精確和細緻的工作，從而生產出高品質的光學半導體器件。

迪睿合的光半導體製造系統

迪睿合株式會社的子公司迪睿合光半導體Solutions Corporation生產高品質光學半導體。我們通過徹底的產品品質管理來確保光半導體器件的品質和性能。

前工序從開發階段開始在北海道惠庭市的惠庭事業所進行。通過這種體制，在確保產品質量和性能的同時，實現了生產的效率化。

後期工序也在惠庭工廠繼續進行，其中一部分轉移到北海道空知郡上砂川町的上砂川工廠。上砂川事業所是量產專門工廠，在這裡追求降低成本和量產化。這為客戶提供了高性價比的產品。

以迪睿合光半導體解決方案株式會社為核心的迪睿合集團有限公司，將通過這些努力，繼續發展並保持其作為光學半導體器件領先製造商的地位。