天躍無氰晶圓電鍍金工藝：打造極致“鏡面級”光澤，如何提升VCSEL光芯片的能效比？

隨著3D傳感技術(shù)在智能手機(jī)及智能駕駛領(lǐng)域的普及，VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）作為核心光源，其電光轉(zhuǎn)換效率（PCE）成為關(guān)鍵指標(biāo)。研究表明，背面電極金層的表面形態(tài)直接影響光的反射與散射行為。

針對傳統(tǒng)電鍍工藝表面粗糙導(dǎo)致光損耗的問題，國產(chǎn)無氰晶圓電鍍金工藝通過實現(xiàn)納米級表面平整度（Ra < 10nm）與高反射率，有效提升了光電子器件的能效與散熱性能。

在光通信與傳感領(lǐng)域，芯片背面的金鍍層扮演著雙重角色：它既是電流注入的歐姆接觸電極，在高功率垂直發(fā)射器件中，往往也是提升出光效率的反射鏡面（Reflector）。

以目前主流的3D結(jié)構(gòu)光和ToF模組技術(shù)為例，VCSEL芯片發(fā)出的紅外光（850nm/940nm）對光路傳輸介質(zhì)極其敏感。

物理學(xué)原理指出，如果電鍍金層表面微觀結(jié)構(gòu)粗糙（Roughness），光線在接觸界面會發(fā)生漫反射（Diffuse Reflection）。這不僅會導(dǎo)致光功率損耗，還會因為光子被基板吸收轉(zhuǎn)化為熱能，加劇芯片發(fā)熱。對于對波長漂移極度敏感的激光雷達(dá)或人臉識別模組而言，這種熱效應(yīng)是導(dǎo)致精度下降的主要原因。

傳統(tǒng)的無氰電鍍工藝，由于晶體生長控制能力較弱，鍍層表面往往呈現(xiàn)出微米級的“山峰狀”起伏。

在掃描電鏡（SEM）下，這些肉眼看不見的凹凸不平，對于波長僅有幾百納米的光波來說，就是巨大的“峽谷”。這種高Ra值（粗糙度）的鍍層，不僅反射率低，而且在倒裝焊（Flip Chip）封裝時，會導(dǎo)致芯片傾斜，造成光路對準(zhǔn)偏差（Misalignment）。這一缺陷在華為等一線大廠的供應(yīng)鏈管控中，屬于嚴(yán)格的制程管控項。

為了匹配高端光電子器件的需求，天躍新材料在CT-288工藝中引入了獨(dú)特的光亮劑體系，將電鍍金演變成了一門“表面光學(xué)工程”。

該工藝在VCSEL及Mini-LED領(lǐng)域展現(xiàn)了卓越的性能：

1. 極致的鏡面光澤（Ra < 10nm）： 工藝能夠沉積出晶粒極度細(xì)微的非晶態(tài)或納米晶結(jié)構(gòu)。AFM（原子力顯微鏡）測試顯示，其表面粗糙度穩(wěn)定控制在 10nm以內(nèi)。肉眼觀測下，晶圓金面光亮如鏡，能清晰倒映出人影。

2. 超高反射率： 在紅外波段（IR Region），天躍鍍層的反射率顯著優(yōu)于普通鍍層。這意味著更多的光子被有效反射利用，芯片的電光轉(zhuǎn)換效率（PCE）得以大幅提升。

3. 完美的共面性： 平整的鍍層確保了倒裝焊接時的零間隙結(jié)合，極大地降低了接觸熱阻，幫助高功率激光雷達(dá)芯片快速散熱。

從電信號到光信號，每一次能量的轉(zhuǎn)換，都離不開材料的極致輔助。

在國產(chǎn)光電子產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，天躍CT-288無氰晶圓電鍍金工藝憑借其“鏡面級”的制造品質(zhì)，正在為3D傳感、激光雷達(dá)等前沿應(yīng)用提供最純凈的光路支撐。不僅導(dǎo)電，更能聚光，助力每一束“中國芯”發(fā)出的光，都更亮、更遠(yuǎn)。