國內領先的硅光子平台和MEMS工藝平台開始對外服務

科技 06-02

近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心對外發布了基於8英寸 CMOS 工藝線的硅光子平台和 MEMS 工藝平台，開始面向國內外企業開展技術服務，標誌著我國在硅光子和 MEMS 領域的研發能力大幅提高，將顯著提升企業和科研機構在上述領域的研發進度。

硅光子技術是在後摩爾時代微電子與光電子融合趨勢下發展起來的新型技術，它利用成熟的 CMOS 技術和平台並基於硅基材料進行光電器件和晶元的開發與生產。硅光子不僅在現階段的光通信、光互連領域有迫切的應用需求，也是未來實現晶元內光互連和光計算機的潛在技術。工藝平台是硅光子技術鏈中的關鍵組成。長期以來，我國缺少完善的硅光子工藝平台，很大程度上制約了硅光子技術的發展。微電子所從2015年起基於所內的8英寸 CMOS 工藝線進行硅光子工藝技術的研發，目前已開發了成套的硅光子工藝模塊，成功驗證了包含單模波導、Y 分支、光交叉器、耦合光柵、可調衰減器、鍺探測器和調製器的系列硅光子器件。基於該平台的 PDK 已經發布，面向國內客戶的 MPW 流片服務正在進行中。微電子所硅光子平台是國內首個可提供完整硅光子流片工藝的平台，將改變我國硅光子晶元基本在國外流片的局面。

MEMS 器件由於其多樣性，每一款器件都獨有一種與其結構配套的特殊工藝製成。因此，在 MEMS 器件的開發與生產加工過程中，往往需要針對器件研製特殊設備或開發特殊工藝，導致了產品生產工藝的開發和穩定周期長、研發和生產成本高、產品量產良率波動大等問題。針對這一情況，微電子所與江蘇艾特曼電子科技有限公司合作，開發出一套可滿足多種 MEMS 器件加工的標準工藝平台技術。該技術採用襯底片刻槽、結構片與襯底片鍵合、結構片背面減薄的工藝路線製造懸臂樑結構；採用硅通孔鎢塞互連技術將 MEMS 與 ASIC 電路聯通；採用氣密性鍵合實現晶圓級封裝。相對於高溫生長的多晶硅懸臂樑和氧化硅犧牲層釋放的工藝路線，該技術有懸臂樑中無殘留應力、工藝均勻性好等優點。該工藝平台可提供為監控制程中的各關鍵步驟設計的 PCM 測試結構和針對流程中各工序的統一的設計規則。該技術平台允許在同一套版圖中分別設計多個不同種類 MEMS 器件，並在同一次流片中完成製造，方便客戶採用 MPW 的方式開展低成本的新產品研製。