據(jù)麥姆斯咨詢報道，華芯半導體是目前國內(nèi)唯一一家能夠自主完成垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）和藍光半導體激光器芯片外延及芯片工藝制造，并實現(xiàn)量產(chǎn)的高科技公司。華芯半導體從2017年11月份開始批量出貨激光器芯片，但是其VCSEL的可靠性與進口芯片相比，有差距嗎？華芯半導體是如何保證國產(chǎn)VCSEL的可靠性？2018年9月10日，由麥姆斯咨詢和上海科技會展有限公司在上海跨國采購會展中心主辦的第二十四屆“微言大義”研討會：3D視覺技術及應用上，華芯半導體副總經(jīng)理李軍先生為大家詳細闡述了華芯半導體的VCSEL可靠性控制方式和取得的成績。
華芯半導體副總經(jīng)理李軍先生發(fā)表題為《VCSEL芯片可靠性的控制》的演講
可靠性是國產(chǎn)VCSEL的焦點
李軍先生談到演講主題《VCSEL芯片可靠性的控制》的由來：“最近和客戶交流，客戶很關心我們國產(chǎn)VCSEL的可靠性怎么樣？跟進口芯片相比可靠性能不能過？基于這樣的情況，今天我重點講述華芯半導體是如何保證VCSEL可靠性的。”
接下來，李軍先生從VCSEL芯片的主要性能參數(shù)、可靠性相關因素、可靠性測試方法、華芯半導體芯片可靠性的控制和華芯半導體公司簡介五個方面展開了討論。
華芯半導體提供真正可靠的國產(chǎn)VCSEL芯片
把控VCSEL影響因素，從根源上保證可靠性
李軍先生從VCSEL工作原理和結構談起，將影響VCSEL可靠性的因素歸納為：結構設計、材料生長、芯片制程和測試封裝。
就結構設計而言，李軍先生解釋“材料的晶格失配程度、諧振腔厚度都要考慮。目前VCSEL在光通訊中主流速率是10Gbps／25Gbps，可靠性性非常好。實驗室中也可以做到50Gbps，但是需要非常薄的諧振腔，這對壽命保障非常具有挑戰(zhàn)。同時，電流限制的方法也要考慮，比如采用氧化工藝或離子注入或其他的方法。另外，同等條件下工作電流密度越大，退化速度越快。”
材料生長對VCSEL可靠性具有絕對的影響。材料缺陷密度尤其重要，材料缺陷密度是外延生長的關鍵指標之一，它與多種因素有關，主要有材料生長技術、原材料品質(zhì)等。李軍先生在會上談到“一般情況下，在主要技術和原材料等不變的情況下，生長材料質(zhì)量，特別是材料的缺陷密度是不會有明顯差異的，這是材料外延生長的特點，也是大部分化合物半導體器件量產(chǎn)的前提條件。芯片制程對可靠性的影響更多，如：劃痕、裂紋、污染等缺陷的引入，氧化孔徑是否符合設計的要求，是否存在靜電的損傷。”
為了保證VCSEL的可靠性，華芯半導體建立完善的可靠性測試體系。其中，壽命測試由華芯半導體自行完成，采用高溫加速老化；ESD測試委托第三方進行；機械完成性中的雙85測試由華芯半導體完成，其他委托第三方進行。
華芯半導體VCSEL可靠性測試項目和條件
為客戶提供高品質(zhì)低成本的產(chǎn)品，是華芯人工作的最高動力！
李軍先生認為，華芯半導體與進口廠商相比，綜合產(chǎn)品開發(fā)周期、交貨期、安全庫存、性能、技術支持來說，華芯半導體具備優(yōu)勢。李軍先生為大家展示了華芯半導體生產(chǎn)的VCSEL可靠性測試結果，性能足以滿足客戶的全部要求。
華芯半導體VCSEL老化功率測試結果，通過5000小時大關
根據(jù)老化數(shù)據(jù)，華芯半導體VCSEL的MTTF（平均失效時間）達885年
華芯半導體的1W面陣VCSEL老化前后LIV（光－電流－電壓）曲線
“為客戶提供高品質(zhì)、低成本的產(chǎn)品，是華芯人工作的最高動力！”李軍先生很自豪做到了這一點，“VCSEL芯片在定型之后，我們還會按照定型中確定的工藝組織批量生產(chǎn)。另外，為了確保VCSEL可靠性能夠滿足客戶的需求，我們在量產(chǎn)中針對不同的可靠性測試項目采用全檢或抽檢的方式進行有效控制。”
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