6 寸光子集成线路流片白皮书
硅光/氮化硅/铌酸锂
用一个BLOCK的钱买一整片晶圆
背景及工艺能力
背景:目前硅光/氮化硅/铌酸锂的应用十分广泛,比如光模块(代表企业Intel),电光调制器(代表企业Hyperlight),窄线宽激光器(代表企业 Chilas Laser),片上超连续谱和光频梳,光子陀螺仪(代表企业Anello Photonics),光模块(代表企业国科光芯),激光雷达,量子集成光学器件(Xanadu),AR光引擎(Brilliance RGB,Meta)。
全球范围内也涌现了比较多的商业化的成熟的PIC代工单位,比如GlobalFoundry,Tower,Lionix,Ligentec,CSEM,AMF等等.
上述企业可以提供较为成熟的光子集成线路流片服务,由于具有多年的流片经验,产品指标在行业处于顶尖水平,但是存在的问题是
1.多为MPW加工,以block来定价,且定价较高,产出较少。
2.每年固定日期流片,且交期较长,在灵活性和交期上表现较差。
3.仅支持全程流片服务,不支持仅曝光服务
同时也有一些单位采用自有的电子束光刻设备进行氮化硅光波导的流片,但是氮化硅流片存在诸多问题:
1.小片级加工,成本机高,产出少,测试样本不足,测试数据不具有参考性。
2.小片在进行波导生长后,进行顶层包层的抛光,较为麻烦多数单位不具有小片包层和包层抛光的能力,且工艺需要在不同单位完成,加工风险大。
矛盾:
成熟FAB:成熟但是成本极高,不灵活
电子束光刻:成本高,流程繁琐,风险高
解决方案:
为了解决国内绝大部分科研单位,高校,及企业的氮化硅光波导快速研发,流片需求,上海奥麦达微提供
SIN:6寸180nm线宽 DUV KRF SIN 210nm&400nm光波导流片服务(800nm开发中)。
铌酸锂:6寸180nm线宽 DUV KRF铌酸锂 300nmLN流片服务带电极
SOI:6寸180nm线宽 DUV KRF SOI 70nm/130nm/220nm光波导流片服务
其最小线宽为 180 nm,可用于大批量生产。该设备具有全自动旋涂、显影和曝光功能,一小时可处理 20 片 6 英寸晶圆。其速度惊人.
优势:
#1:没有MPW,每次流片直接整晶圆加工,交期:纯波导4周,带电极6周
#2:超高性价比,用不到国外一个BLOCK的价格得到一整片晶圆 ,一片6寸晶圆可以得
到200个10*5mm的芯片
#3:设计上没有局限性,突破原有单颗BLOCK尺寸的限制,可以自定义芯片尺寸,但是需要小于曝光设备最小写场22*22mm
#4:无需等待,签订合同后即可安排加工,无需等待MPW排期
#5:支持定义氮化硅层厚度和热氧层厚度
划重点--销售晶圆和加工
6寸 Z切薄膜铌酸锂、X切薄膜钽酸锂
一片6寸=25个20*20小片
一片4寸=9个20*20小片 买6寸更有性价比
ALOOI晶圆;--氧化铝薄膜晶圆,键合工艺和镀膜工艺
TAOOI晶圆--氧化钽薄膜晶圆,镀膜工艺
SINOI晶圆;--超低损耗氮化硅薄膜晶圆,
SICOI晶圆;新型量子光学平台
6寸LTOI晶圆批量供应;铌酸锂的有力的竞争对手,薄膜钽酸锂晶圆
8寸LNOI晶圆;8寸LNOI助力更大规模薄膜铌酸锂产品量产
LN/LT-SOI/Si/SIN W2W&D2W异质集成
SIN加工能力概况:(更多信息请联系销售获取)#目前支持:400nm及以下工艺,800nm开发中
#波导损耗估值0.2~0.5dB/cm(迭代优化中)
#AWG串扰~20dB(迭代优化中)
#AWG插损4db~5dB(迭代优化中)
#单端光栅损耗7.5dB左右(迭代优化中)
#双端插损最小-28dB(迭代优化中)
考虑到科研院所 ,高校等对此类加工的需求和经费有限的现状,上海奥麦达微提供2种加工模式。
SOI加工能力概况:(更多信息请联系销售获取)
片源尺寸:6inch
线宽:大于180nm
刻蚀深度:70nm/130nm/220nm+-10nm
套刻误差:+-50nm
波导损耗:直波导损耗2-3db/cm
加热电极:TiN热电极
光栅耦合损耗:3.8dB
1×2MMI插损:0.043dB/端
2×2MMI插损:0.27dB/个
定向耦合器:自定义分光比
All-Pass微环Q:>10的5次方
交叉波导损耗:0.028db/个
微环调制器 带宽:>30Ghz
电光开关消光比:45dB
PN调制器带宽:>30Ghz
LNOI加工能力概况:(更多信息请联系销售获取)#目前支持:300nmLN,600nm开发中
片源尺寸:6inch
线宽:大于180nm
刻蚀深度:300nm+-10nm/600nm
套刻误差:+-50nm
LN侧壁倾角:70°
高速Cu电极:Ti/Cu 3dB带宽50Ghz
6inch 24 shots全开窗加工
LN MOD带宽>60 Ghz
光栅耦合器损耗 8 dB
交叉波导损耗 0.02 dB/个
定向耦合器
all-pass微环Q值 1e6
1×2MMI 插损<0.2 dB
业务模式介绍
加工模式1:GDS TO DIE(经费充足情况下)
在此模式加工,我司全程负责加工,客户只需要提供版图,我司收到客户版图后,进行评审和指标确认,最终出具验收标准,我司依照客户的需求进行全流程的加工,预付款,制版,涂胶曝光,显影,刻蚀,切割,打包,出货,客户验收,结算尾款。
客户权益的保证:最终的交付以验收标准作为客户权益的保证手段。
预计成本:以产出1片6寸 180nm线宽结构晶圆为准
加工周期:4周
加工模式2:GDS TO Pattern(预算有限)
在此模式,我司仅仅进行制版,曝光,显影的加工,客户可以获得带有光刻胶的图案,这种模式是考虑到1.绝大多数高校拥有刻蚀机,可以完成曝光后的加工艺部分 2.这种模式可以节约成本。
客户权益的保证:最终的交付以验收标准作为客户权益的保证手段。
预计成本:新结构,分实验片和正式片工艺
1. 实验片验证
客户提供 1片基片,我们做FEM(曝光切割SEM等),确定该膜层结构下的精确曝光剂量。
2. 正式片加工
按照实验片验证的参数进行光刻,3片起订,如与实验结果有明显差异,全部免费重新加工
加工周期:3天