圖1 大(da)尺(chi)寸(cun)MPD芯片顯微鏡實物圖

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大(da)尺寸MPD芯片(pian)可應用于監測、光纖(xian)設備及數(shu)字通信等領域(yu)。不同于威(wei)科賽(sai)樂生(sheng)產的以往(wang)產品，MPD芯(xin)片需(xu)要在InP基(ji)襯底(di)上做外(wai)(wai)延生長(chang)，重新開發芯片工藝。從外(wai)(wai)延到(dao)芯片，從研(yan)(yan)發到(dao)生產，威科賽樂研(yan)(yan)發團(tuan)隊(dui)直面挑戰，全力攻堅。目(mu)前，行業內(nei)針對InP基材料的(de)主流外延和芯片工藝尺寸為2英寸，并(bing)向(xiang)3英寸(cun)過渡(du)中(zhong)。更大尺(chi)寸(cun)的(de)襯底(di)，意味著面(mian)臨著均勻性、產品良率等難題，同時(shi)也需要更具競(jing)爭(zheng)力的(de)成(cheng)本支撐。

在成(cheng)本(ben)方面，威科(ke)賽樂作為先導科(ke)技集團(tuan)半導體生態圈的重要組成(cheng)部分，公司擁有(you)行(xing)業領先的產業鏈規模和(he)成(cheng)本(ben)優勢(shi)。本(ben)次的大尺寸(cun)MPD產品研發生產中，批量使用了先導的InP襯底(di)。在制(zhi)備高性能芯(xin)片的同時，突破(po)性使用4寸(cun)襯底(di)，最終克服了外延均勻性、擴散工(gong)藝、芯(xin)片流(liu)片等問題。相較于3寸(cun)襯底(di)，使用(yong)4寸襯(chen)底的單顆芯片成本，降低了37.5%！

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與此同時，威科賽樂還兼(jian)顧了(le)大尺寸MPD芯(xin)(xin)片(pian)的性能(neng)表(biao)現，實現真正意義上(shang)的降本增效，做出(chu)了(le)比肩業(ye)(ye)內標桿(gan)企業(ye)(ye)的產品。圖(tu)2為室溫下測得的芯(xin)(xin)片(pian)級MPD產品的暗(an)電流、結電容及響應度數據。即便對(dui)于直徑3000μm的芯(xin)(xin)片(pian)，暗(an)電流的(de)(de)均值(zhi)也在(zai)(zai)3nA級別，相同測(ce)試條件下(xia)滿足(zu)甚(shen)至低于(yu)市面常見規格。暗電(dian)流隨溫度(du)(du)變化的(de)(de)穩定(ding)性，是表(biao)征芯(xin)(xin)片工作特性的(de)(de)重要(yao)指標。芯(xin)(xin)片在(zai)(zai)封裝結束后，在(zai)(zai)變溫條件下(xia)測(ce)試后，威科賽樂MPD芯(xin)(xin)片展現出與行(xing)業標桿企業同等水平的(de)(de)溫度(du)(du)穩定(ding)性。圖3是[-20，100]℃下(xia)測(ce)得MPD芯(xin)(xin)片溫度(du)(du)穩定(ding)曲線(xian)，對于(yu)500μm的(de)(de)芯(xin)(xin)片，在(zai)(zai)100℃時，暗電(dian)流只比(bi)-20℃下(xia)高約30nA。

圖3 MPD芯片變(bian)溫暗電流(liu)測試

大尺寸MPD芯(xin)片經過了(le)“高(gao)溫老化”和“高(gao)溫高(gao)濕雙(shuang)85”的可(ke)靠性驗(yan)證。高(gao)溫可(ke)靠性的檢測時間(jian)，超(chao)過1500小(xiao)時，暗電流變(bian)化幅度控制在(zai)5%以內，時長遠超(chao)業(ye)內常(chang)規的(de)[24，72]小時。“雙85”老化實驗條件下，封測超過500小時，暗電流穩定維持在標準以下。

圖(tu)5 高(gao)溫高(gao)濕“雙85”可(ke)靠(kao)性實(shi)驗曲線(xian)

在(zai)(zai)生產(chan)方(fang)面，威(wei)科賽樂(le)打(da)破(po)常規(gui)直接采用(yong)MOCVD設備(bei)做“擴散(san)(san)”工(gong)(gong)藝。傳統(tong)的“擴散(san)(san)”工(gong)(gong)藝，是通過擴散(san)(san)爐來實現的，該工(gong)(gong)藝被廣(guang)泛應用(yong)于大規(gui)模集成電(dian)路、光電(dian)器件和(he)光導纖維等(deng)領域。但(dan)缺點主要為工(gong)(gong)藝操作(zuo)繁瑣、損耗(hao)大、擴散(san)(san)效率低。威(wei)科賽樂(le)通過在(zai)(zai)MOCVD反應室(shi)中直接擴散(san)(san)，如圖6所(suo)示(shi)，在(zai)(zai)達到(dao)擴散(san)(san)濃度的前提下，將(jiang)工(gong)(gong)藝時(shi)間縮短至(zhi)約20分鐘，簡(jian)化(hua)了操作(zuo)方(fang)式、降低了設備(bei)損耗(hao)、加快了流片節奏，充分解決了傳統(tong)擴散(san)(san)爐工(gong)(gong)藝帶來的弊端(duan)。

圖6 公司使用的MOCVD設備

威(wei)科賽(sai)樂始終秉(bing)承以(yi)客戶需求為中心(xin)的(de)宗旨，兼具多方案芯片代(dai)工的(de)能力以(yi)供(gong)客戶選擇。為了更好的(de)匹配客戶在不同應用端（模組(zu)）的(de)驅動方式，公(gong)司生(sheng)產的(de)MPD芯片在監測、光纖設備及數字通信(xin)端具有高靈活(huo)性和功能性。