超透镜（Metalens）设计与制造服务：从概念到规模化量产
超透镜的规模化量产正在改变光学行业，为各领域的先进应用提供可规模化、高质量的解决方案。本文旨在为定制化超透镜的设计与制造服务提供一份指导。若想进一步了解该技术及我们公司，请参阅此处。若需了解超透镜与传统光学器件的详细对比，请阅读：《超透镜 vs. 传统 DOE 与折射透镜：全面对比》。如需浏览我们现有的现货产品，请访问我们的网上商店。
如果您无法从以上资源中找到所需内容，那么您可能需要定制化解决方案。请继续阅读以了解更多细节。
技术能力
超透镜设计工具：Meta Optics Composer Studio
我们自主开发了用于超透镜设计的软件——Meta Optics Composer Studio，具备以下独特功能：
图表 1 Meta Optics Composer Studio Capabilities
●几何光学设计
●纳米结构与宏观性能数据的联动关联
●面向最佳系统性能的全局优化
●全面的多物理场仿真
●复杂材料体系的多物理场仿真
●独特的有源超表面设计能力
●快速电磁仿真工具
●全局最优解搜索算法
●支持可见光波段的宽光谱透镜设计
●超表面 PDK（工艺设计套件）与设计规则
●从设计到规模化量产的端到端性能控制
超透镜规模化量产——兼容 CMOS 工艺、已通过规模化量产验证的晶圆代工厂
我们与一家标准的 12 英寸、55 nm 工艺的集成电路（IC）晶圆厂共同开发了超透镜制造工艺，充分利用 CMOS 工艺，实现一致性强、低成本的规模化量产。
以下为不同超透镜制造技术的对比：
对比项 | 硅片光刻（我们的方案） | 纳米压印（Nano imprinting） | 电子束曝光（EBL） | 玻璃晶圆光刻 |
工艺类型 | CMOS | 非 CMOS | 非 CMOS | 非 CMOS |
晶圆材料 | 硅（Silicon） | 玻璃（Glass） | 玻璃（Glass） | 玻璃（Glass |
优势 | • 兼容晶圆厂工艺，适合大规模生产 | • 适用于三维重复纳米柱的单层结构 | • 适用于更小的关键尺寸 | • 可在玻璃上进行大规模生产，无需图形转移 |
挑战 | • 需要针对硅-玻璃键合、减薄、切割等工艺进行专项开发 | • 当图形差异较大时，图形转移控制复杂 | • 效率低 | • 工艺成熟度很低 |
适用场景 | 量产 | 小批量快速打样；对成本不敏感的量产 | 小批量打样、研发（R&D | 量产 |
表格 1 不同超透镜制造技术对比
全流程技术能力
我们提供覆盖全流程的技术能力，包括设计、制造支持、系统集成与应用开发。我们的系统集成团队成员拥有丰富的量产经验，所有参考设计均满足量产标准。
图表 2 全流程技术能力
图表 3 系统与应用开发能力
设计服务
请通过我们的邮箱提交您的需求。我们建议您尽可能提供详细信息，以便我们开始评估。
试产
针对高风险或探索性项目，我们与一家纳米微加工实验室合作，提供电子束曝光（E-beam）光刻打样服务。可用设备与能力如下：
设备名称 | 功能说明 |
接触式光刻机（Contact Lithography Machine） | 光刻胶 UV 曝光、叠层对准（overlay exposure）对准，支持双面叠层对准 |
光学镀膜机（Optical Coating Machine） | 为激光端面/光学元件沉积减反膜与反射膜 |
电子束光刻系统（Electron Beam Lithography System） | 支持 2/4/6/8 英寸晶圆及单片加工，最小线宽 8 nm |
PECVD | 介质薄膜沉积（SiOx / SiNx） |
RIE | 介质薄膜刻蚀（SiOx / SiNx） |
ICP | Si、III-V 材料、铌酸锂等材料刻蚀 |
劈裂机（Cleaving Machine） | III-V 材料晶圆划片与劈裂 |
磁控溅射镀膜机（Magnetron Sputtering Coater） | 致密金属薄膜沉积 |
电子束蒸发镀膜机（Electron Beam Evaporator） | 金属薄膜沉积、电极制备 |
双束电子显微镜（Dual Beam Electron Microscope） | 表面与截面结构高精度表征、元素分析、芯片失效分析、TEM 样品制备、超材料器件制备 |
快速热退火炉（Rapid Thermal Annealing Furnace） | 高温退火处理 |
等离子清洗机（Plasma Cleaner） | 有机物表面清洁、去胶（去除光刻胶） |
减薄与抛光机（Thinning and Polishing Machine） | 晶圆减薄与表面抛光 |
高倍率数码显微镜（High Magnification Digital Microscope） | 光学显微观察、表面表征 |
轮廓仪（Profilometer） | 台阶结构的垂直高度表征 |
薄膜厚度测量仪（Film Thickness Measurement Tool） | 薄膜厚度测量 |
三维轮廓仪（3D Profilometer） | 晶圆表面平整度/粗糙度检测 |
半自动固晶机（Semi-Automatic Die Bonder） | 高精度芯片对准与键合 |
小批量生产
针对小批量生产，我们采用与量产相同的工艺，但为控制成本，我们会在多个项目之间共享同一套掩膜版，从而使费用保持在合理范围内。
图表 4 多项目晶圆示意图
在 MPW 项目中，单颗芯片（die）的尺寸不应超过 1 个 Block（5mm × 5mm），以便容纳其他项目并满足切割（dicing）要求。若尺寸更大，由于无法与其他项目共享掩膜版，将产生更高成本。
如需获取详细的 MPW 拼片（shuttle）排期，请与我们联系。GDS 文件确认后，MPW 样品的交付周期通常为 10 周。
规模化量产
规模化量产需要为单一芯片（single die）制作一套新的掩膜版，并需要一个包含 15 片晶圆的工程批（engineering lot）用于工艺调校。最小订购量会因项目而异，但起订通常为 1 个批次（25 片晶圆）。
我们目前的量产流程如下：
图表 5 量产流程
我们已完成近红外产品的量产验证。可提供的波长包括 808 nm、850 nm、905 nm 和 940 nm，并可兼容 793 nm 至 1000 nm 之间的任意波长。可见光波段的平台目前正在开发中。
如有任何疑问，欢迎与我们联系。