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意法半導體(ST)為關(guān)鍵傳感器縮小基板微機械加工和表面微機械加工的技術(shù)差距

2014-11-23 09:35:19 本站原創(chuàng)

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橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導體供應(yīng)商、世界第一大MEMS制造商、世界最大的消費電子及移動應(yīng)用MEMS供應(yīng)商^{^[1]}、世界最大的汽車應(yīng)用MEMS供應(yīng)商^{^[2]}意法半導體（STMicroelectronics，簡稱ST；紐約證券交易所代碼：STM），宣布其獨有且已通過標準機構(gòu)認證的THELMA60（用于制造微型陀螺儀和加速度計的60μm厚多晶硅外延層制造工藝）表面微機械加工MEMS傳感器制造進入量產(chǎn)階段。

過去，半導體廠商是依靠兩種不同的制造工藝來大規(guī)模生產(chǎn)高精度3D MEMS產(chǎn)品，例如加速度計、陀螺儀、麥克風和壓力傳感器。業(yè)界公認表面微機械加工技術(shù) (Surface Micromachining) 的成本效益更好，而基板微機械加工技術(shù) (Bulk Micromachining) 則能夠?qū)崿F(xiàn)更高的靈敏度和精確度。意法半導體的創(chuàng)新成果集這兩種技術(shù)的優(yōu)點于一身，為表面微機械加工MEMS產(chǎn)品帶來開創(chuàng)新市場和新應(yīng)用領(lǐng)域的機會。

YoleDéveloppement公司總裁兼首席執(zhí)行官Jean-Christophe Eloy表示：“多家企業(yè)曾嘗試在表面微機械加工產(chǎn)品上取得基板微機械加工技術(shù)的精度和靈敏度，以滿足快速增長的物聯(lián)網(wǎng)、消費電子和移動市場對規(guī)模效益的要求，但均以失敗告終。而意法半導體利用其新的60μm外延層表面微機械加工制造工藝，以創(chuàng)新的方式有效地解決了這個難題?！?/span>

意法半導體執(zhí)行副總裁兼模擬器件、MEMS和傳感器產(chǎn)品部總經(jīng)理Benedetto Vigna表示：“意法半導體的THELMA60表面微機械加工技術(shù)的問世開啟了慣性傳感器 (inertial sensors) 的新紀元。正如目前已投產(chǎn)的設(shè)計證明，對于靈敏度有極高要求的具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，例如植入性醫(yī)療器械、航空航天用高端傳感器 (aerospace systems) 和地震勘探儀器 (seismic exploration) 等曾經(jīng)被基板微機械加工技術(shù)壟斷的市場，THELMA60是能夠為這此類應(yīng)用有效提高成本效益的理想解決方案。在我們徹底改變了消費型慣性傳感器市場后，將更進一步改變高端傳感器的市場規(guī)則，這只是一個開始?！?/span>

技術(shù)說明

表面微機械加工技術(shù)是在單晶硅片(silicon wafer)上面生產(chǎn)的厚晶層（又稱外延層）內(nèi)制作能夠活動的微型結(jié)構(gòu)。外延層的厚度通常是25微米，相當于白血細胞的直徑。外延層制程包括新材料沉積、切割和掩模光刻(photolithographic masking)，這些工序的目的是在MEMS產(chǎn)品內(nèi)制作能夠活動的結(jié)構(gòu)；這個活動結(jié)構(gòu)的大小與產(chǎn)品的靈敏度相關(guān)。表面微機械加工的能效和成本效益非常優(yōu)異，是消費電子、移動裝置和物聯(lián)網(wǎng)(IoT, Internet of Things)應(yīng)用的理想選擇。

相反，基板微機械加工技術(shù)是直接在硅基板(silicon substrate)制作微型結(jié)構(gòu)，因此，基板微機械加工技術(shù)制作出的微型結(jié)構(gòu)的尺寸更大，精確度和靈敏度也就更高。當然，更高的靈敏度是以更高的成本為代價的，目標市場包括醫(yī)療、航天、汽車等高端工業(yè)應(yīng)用。

現(xiàn)在意法半導體將外延層厚度增至60微米，使其靈敏度達到傳統(tǒng)的基板微機械加工MEMS的水平。