日本Oki利用CFB技术成功将InP光学器件安装在12英寸晶圆上

据EEnews europe报道，日本隐城电机工业公司（Oki）利用其晶体薄膜键合 （CFB） 技术成功将 50 毫米晶圆的光学元件安装到更大的 300 毫米（12英寸）晶圆上。

Tiling CFB 方法允许在主流 300 毫米硅片上异构集成小直径光半导体晶圆，以大批量生产具有高速光子接口的芯片。Oki 表示，这在大型晶圆上是不可能的，该公司正在与合作伙伴和东京科学研究所西山实验室合作进行商业化。

人工智能尤其推动了对低功耗的高速芯片到芯片链路的需求，这是光子学的关键目标。由于难以实现外延生长，InP（磷化铟）晶圆等光学半导体晶圆通常是较小的 50 毫米（2 英寸）至 100 毫米（4 英寸）化合物半导体晶圆。此外，硅光波导需要纳米级粗糙度控制，这反过来又需要避免造成损坏的异构集成工艺。

CFB技术最初是Oki为其打印机开发的，该平铺方法克服了晶圆尺寸的差异，使用单个50mm InP晶圆在300mm硅片的整个表面上重复平铺52次，从而在短短10分钟内高效使用InP基材料。

InP晶圆在转移后可以按原样重复使用，以实现材料回收和再利用，有助于减轻环境负担。贴装精度约为±1μm，角度精度为±0.005°。这种高精度与OKI专有的3D相交波导硅光子学技术相结合，即使错位约为±3μm，也可以在光半导体和硅波导之间实现高效的光学耦合。

△日本 Oki 已成功使用其晶膜键合 （CFB） 技术将 50 毫米晶圆的光学元件安装到更大的 300 毫米硅片上。

在演示中，在 50mm InP 晶圆上外延生长了牺牲层和用作光学半导体的 InP 晶体薄膜，然后分离成单独的元件。

在每个元素上形成了防止蚀刻牺牲层时化学侵蚀的保护结构和用于批量转移的支撑结构。这使得基于InP的晶膜能够成功地批量转移到中间转移基板上，而不会受到侵蚀。

批量转移到中间转移基板是为了保护硅片在后续去除过程中免受损坏，因为去除中间转移基板上的保护结构和支撑结构可以防止在去除过程中损坏硅片。

中间转印基板的设计，保证了InP基晶膜在去除保护结构和支撑结构的过程中不剥落，保持附着力，在转印过程中易于转印。

30 x 30mm CFB 印章的结构能够选择性地仅转印所需的晶体膜，并且重复转印可实现高效的平铺。能够从排列在中间转印基板上的高密度晶体膜阵列中重复转印器件所需的低密度晶体膜阵列，从而可以有效利用材料而不会造成浪费。

该技术还可以根据需要进行调整，以允许与 75 毫米和 100 毫米 InP 晶圆以及 200 毫米硅片一起使用。它还可以与现有的光学半导体产品一起应用，通过允许使用更大的晶圆尺寸来实现高散热基板和生产率。

编辑：芯智讯-林子