成套工艺
当前位置:首页 - 工艺能力 - 成套工艺

成套工艺

华中科技大学 · 先进微纳加工中心  
平台工艺能力

从基片投料、微纳加工,到器件封装与测试,中心以广义「全链条」的方式把分散的单项工艺组织成完整的加工与测试技术服务能力,覆盖光电子 · 微电子 · MEMS · 异质异构四大器件方向。

4 条典型工艺线             在线封测             面向校外开放共享  
01  
条件能力:芯片制备全流程

Full-chain Capability

9 道工艺环节  

中心具备从基片清洗到器件测试的完整微纳工艺条件,覆盖光刻、薄膜沉积、干法刻蚀、热处理、掺杂、平坦化、封装与测试等全部关键环节,可为光电子、微电子、MEMS 及异质异构器件的研发与制备提供端到端支撑。

微纳工艺制备芯片全流程
1                     清洗去除颗粒、有机物与金属污染,为后续工艺提供洁净表面    
2                     光刻图形转移:紫外步进光刻与电子束直写    
3                     沉积介质、金属与半导体薄膜制备    
4                     刻蚀将光刻图形转移到薄膜或衬底    
5                     热处理氧化、退火与合金化,改善薄膜及界面质量    
6                     掺杂离子注入与扩散,形成导电类型与结深    
7                     平坦化化学机械抛光,降低台阶、提升套刻精度    
8                     封装解理、贴片、引线键合与器件封装    
9                     测试晶圆级到器件级的电学、光学与结构表征    
可支撑的四类芯片
光电子芯片    

激光器、调制器、探测器、光波导,以及耦合器、分光器、波分复用等无源器件。

微电子芯片    

射频滤波器、调制器、微波射频开关等射频与微波器件。

MEMS 芯片    

MEMS 加速度计、滤波器、传感器与光开关等。

异质异构芯片    

TSV / TGV、2.5D / 3D 集成,以及薄膜铌酸锂、Ⅲ-V 族、二维材料等多材料异质集成。

提示                 从基片到微纳加工,再到测试,中心以广义「全链条」的组织方式,把面向不同材料体系的单项工艺串成完整的技术服务能力。  
02  
建设目标

Mission

双一流  

以服务于学校「双一流」建设为宗旨,开展涵盖光电子、微电子、MEMS、异质异构集成器件与芯片的研究与开发。从集成芯片的制备、封装,到测试,提供全流程、全链条的加工与测试技术服务。

打造国际一流的先进微纳加工公共科研平台    

面向校外单位开放共享,为我国基础性、前瞻性、原创成果方面实现重大突破提供专业化技术支撑。

四大开放方向    

光电子 · 微电子 · MEMS · 异质异构,围绕器件与芯片的制备、封装、测试需求组织工艺与设备能力。

提示                 面向校内外用户开放共享,欢迎科研团队与初创企业就工艺开发、小批量流片、失效分析等需求洽谈合作。  
03  
能力布局

Capability Layout

5 大板块  

中心能力按器件方向划分为光电子、微电子、MEMS、异质异构集成四条工艺主线,并由在线封测板块承接晶圆级到器件级的封装与测试环节,形成从材料、器件到系统的完整能力布局。

光电子    

· 有源:激光器、调制器、探测器
· 无源:光波导、耦合器、分光器、波分复用
· 光电协同仿真

微电子    

· 射频滤波器
· 调制器
· 微波射频开关

MEMS    

· MEMS 加速度计
· MEMS 滤波器
· MEMS 传感器
· MEMS 光开关

异质异构集成    

· TSV、TGV
· 2.5D / 3D 集成
· 多材料(薄膜铌酸锂、Ⅲ-V 族、二维材料)

在线封测    

晶圆测试 → 切片分选 → 芯片测试 → 贴片 → 引线键合 → 器件封装 → 器件测试

测试与表征    

· 材料表征
· 微观检测
· 性能测试

04  
典型工艺线体:硅基微纳工艺线

Silicon-based Process Line

硅基  
硅基微纳工艺线 · 工艺及设备    
硅基微纳工艺线 · 工艺及设备
工艺及设备
                    光刻系统:Nikon i9 步进光刻机(线宽 ≤ 500 nm)、Vistec EBPG 电子束光刻(≤ 10 nm)    
                    刻蚀设备:Oxford Instruments 等离子刻蚀机(深硅刻蚀深宽比 > 20:1)    
                    薄膜设备:OIPT PECVD(薄膜均匀性 ±3% 以内)、Tystar LPCVD(TEOS SiO₂ / Si₃N₄ 介质层 / 多晶硅)    
                    表征仪器:SEM、台阶仪、椭偏仪    
服务项目
                    小批量芯片试制:物联网节点芯片、射频器件、工艺优化咨询    
                    失效分析:SEM / FIB 微观结构诊断    
                    全委托代工:从设计到流片,一站式解决硅基微纳技术难题    
                    SOI 流片:提供多项目晶圆代工服务    
典型制备器件
MEMS 加速度计    
MEMS 加速度计
AR/VR 光学母模版    
AR/VR 光学母模版
射频滤波器    
射频滤波器

图 4-1 硅基微纳工艺线典型制备器件;此外还可制备 SOI 调制器 等器件。

05  
典型工艺线体:三五族化合物半导体工艺线

III-V Compound Semiconductor Line

Ⅲ-V 族  
三五族化合物半导体工艺线(以 InP 基激光器为例)    
三五族化合物半导体工艺线(以 InP 基激光器为例)
工艺及设备
                    光刻系统:Nikon i9 步进光刻机(线宽 ≤ 500 nm)、Vistec EBPG 电子束光刻(≤ 10 nm)    
                    外延设备:MOCVD    
                    刻蚀设备:Oxford Instruments PlasmaPro 100 ICP 刻蚀机(GaN 刻蚀选择性 > 50:1)    
                    封装设备:解理机、金丝键合机,用于芯片与外围电路连接    
服务项目
                    GaN HEMT 器件开发、DFB 激光器工艺开发    
                    工艺开发和优化    
                    失效分析    
                    联合研发    
                    小试中试平台:面向初创企业提供「从外延到封装」全流程验证服务    
典型制备器件
GaN 功率器件    
GaN 功率器件    
GaN HEMT

面向功率与射频应用的 GaN 高电子迁移率晶体管,可支撑外延、台面隔离、欧姆接触与钝化等关键工艺环节的开发与验证。

工作频率                             28 GHz      
输出功率                             > 10 W/mm      
DFB 激光器    
DFB 激光器    
InP 基分布反馈激光器

基于 InP 基材料体系的分布反馈(DFB)激光器,覆盖外延生长、光栅制备、脊波导刻蚀到解理、镀膜与键合的完整工艺链。

波长                             1550 nm      
输出功率                             > 20 mW      
微波射频开关    
微波射频开关    
RF Switch

面向微波射频前端的开关器件,可在线完成直流与射频特性测试,支撑器件结构迭代与工艺参数优化。

工作频段                             0.1 – 40 GHz      
插损                             < 0.5 dB      
 
InGaAs 红外探测器    
InGaAs Photodetector

面向近红外波段的 InGaAs 探测器,可用于光通信与红外探测场景,支持材料外延、台面刻蚀、钝化与电极工艺开发。

响应波长                             1.0 – 1.7 μm      
暗电流                             < 1 nA      
06  
典型工艺线体:薄膜铌酸锂工艺线

Thin-film Lithium Niobate Line

LNOI  
   
薄膜铌酸锂芯片制备流程(兼容硅光)
工艺及设备
                    光刻系统:Raith EBPG5000+ 电子束光刻机(7 nm 线宽精度)    
                    刻蚀设备:ULVAC NLD 铌酸锂刻蚀机    
                    薄膜设备:光学镀膜机(膜厚均匀性 ±1.5%)    
服务项目
                    高速电光调制器定制开发(带宽 > 100 GHz)    
                    量子光学芯片(纠缠源 / 单光子探测器)工艺验证    
                    硅光 - 铌酸锂异质集成技术开发    
                    数据中心光模块核心器件代工(100G / 400G PAM4 调制器)    
                    微波光子器件小批量流片    
典型制备器件
   
薄膜铌酸锂器件的典型应用场景
1                     陀螺仪基于薄膜铌酸锂平台的光学陀螺器件    
2                     超高速电光调制器3 dB 带宽 > 110 GHz,驱动电压 < 2 V    
3                     量子纠缠光源纠缠光子对产率 > 1 MHz,纯度 > 98%    
4                     光学频率梳25 GHz,延迟精度 < 1 ps    
07  
典型工艺线体:多材料体系工艺线

Multi-material Process Line

多材料  
   
多材料体系工艺制备流程(BCB 键合与 TSV 三维互连)
工艺及设备
                    光刻系统:EVG 光刻与键合对准系统    
                    刻蚀设备:反应离子刻蚀机    
                    键合设备:EVG 键合机    
服务项目
                    采用 EVG 键合机,对不同材料的晶圆进行 BCB 键合    
                    基于 TSV 深硅刻蚀、电镀、背面减薄 等成套工艺,穿透硅片进行互连,制备超越摩尔的三维芯片    
典型制备器件
   
二维材料 MoS₂ 光电探测器的性能调控
   
石墨烯量子霍尔器件
提示                 多材料体系工艺线面向二维材料、Ⅲ-V 族与铌酸锂等多材料异质集成需求,提供键合、TSV 三维互连与后道减薄等成套工艺支撑。  
华中科技大学 · 先进微纳加工中心(微纳平台)        
工艺咨询与设备预约:         http://wn-wnlo.hust.edu.cn/wn  


Copyright © 2024 华中科技大学 先进微纳加工中心