“陕西光电子集成电路先导技术中试平台”支撑和引领光子产业

集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用，是现代信息社会的基石。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。

2021年9月上旬，“国家双创示范基地双创支撑平台建设项目——陕西光电子集成电路先导技术中试平台”顺利通过总体验收。平台现已建成了一条可支持以VCSEL芯片为主的化合物半导体芯片研发、小试工艺线，具备了快测和全流程工艺流片能力，目前VCSEL4&6英寸快测及全流程工艺已通线。

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

VCSEL芯片又名垂直腔面发射激光器，是一种半导体，其激光垂直于顶面射出，与一般用切开的独立芯片制程，激光由边缘射出的边射型激光有所不同。

在制作的过程中，VCSEL比边射型激光多了许多优点。边射型激光需要在制作完成后才可进行测试。若一个边射型激光无法运作，不论是因为接触不良或者是物质成长的品质不好，都会浪费制作过程与物质加工的处理时间。然而VCSEL可以在制造的任何过程中，测试其品质并且作问题处理，因为VCSEL的激光是垂直于反应区射出，与边射型激光平行于反应区射出相反，所以可以同时有数万个VCSEL在一个三英寸大的砷镓芯片上被处理。此外，既使VCSEL在制造的过程需要较多的劳动与较精细的材料，生产结果是可被控制的及更多可被预期的。

一个激光谐振器是由两面分散式布拉格反射器(DBR)平行于一个芯片主动反应区表面，此反应区是由一到数个量子井所构成，使激光光带存在于其中。一个平面的DBR是由几层不同高低折射率的透镜所组成。每层透镜的厚度为四分之一的激光波长，并给予超过99%的反射强度。为了平衡在VCSEL中增益区域的短轴长，高反射率的透镜是必要的。

半导体芯片：在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片，常见的还包括砷化镓(砷化镓有毒，所以一些劣质电路板不要好奇分解它)，锗等半导体材料。

为了满足量产上的需求，半导体的电性必须是可预测并且稳定的，因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的位错、孪晶面或是堆垛层错都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体器件而言，材料晶格的缺陷(晶体缺陷)通常是影响元件性能的主因。

目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法(钢铁场常见工法)。这种工艺将一个单晶的晶种放入溶解的同材质液体中，再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。

新闻来源：中国科学院西安光学精密机械研究所