《電子技術(shù)應(yīng)用》
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意法半導(dǎo)體(ST)為關(guān)鍵傳感器縮小基板微機(jī)械加工和表面微機(jī)械加工的技術(shù)差距

2015-01-26

· THELMA60制造進(jìn)入量產(chǎn)階段

· 以近乎表面微機(jī)械加工技術(shù)的成本實(shí)現(xiàn)基板微機(jī)械加工的靈敏度

橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商、世界第一大MEMS制造商、世界最大的消費(fèi)電子及移動(dòng)應(yīng)用MEMS供應(yīng)商、世界最大的汽車應(yīng)用MEMS供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡(jiǎn)稱ST;紐約證券交易所代碼:STM),宣布其獨(dú)有且已通過標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的THELMA60(用于制造微型陀螺儀和加速度計(jì)的60µm厚多晶硅外延層制造工藝)表面微機(jī)械加工MEMS傳感器制造進(jìn)入量產(chǎn)階段。  

過去,半導(dǎo)體廠商是依靠?jī)煞N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(jì)、陀螺儀、麥克風(fēng)和壓力傳感器。業(yè)界公認(rèn)表面微機(jī)械加工技術(shù) (Surface Micromachining) 的成本效益更好,而基板微機(jī)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(dǎo)體的創(chuàng)新成果集這兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)于一身,為表面微機(jī)械加工MEMS產(chǎn)品帶來開創(chuàng)新市場(chǎng)和新應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)會(huì)。

Yole Développement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(jī)械加工產(chǎn)品上取得基板微機(jī)械加工技術(shù)的精度和靈敏度,以滿足快速增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子和移動(dòng)市場(chǎng)對(duì)規(guī)模效益的要求,但均以失敗告終。而意法半導(dǎo)體利用其新的60µm外延層表面微機(jī)械加工制造工藝,以創(chuàng)新的方式有效地解決了這個(gè)難題。”

意法半導(dǎo)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(dǎo)體的THELMA60表面微機(jī)械加工技術(shù)的問世開啟了慣性傳感器 (inertial sensors) 的新紀(jì)元。正如目前已投產(chǎn)的設(shè)計(jì)證明,對(duì)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(jī)械加工技術(shù)壟斷的市場(chǎng),THELMA60是能夠?yàn)檫@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(fèi)型慣性傳感器市場(chǎng)后,將更進(jìn)一步改變高端傳感器的市場(chǎng)規(guī)則,這只是一個(gè)開始。”

技術(shù)說明

表面微機(jī)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(dòng)的微型結(jié)構(gòu)。外延層的厚度通常是25微米,相當(dāng)于白血細(xì)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(dòng)的結(jié)構(gòu);這個(gè)活動(dòng)結(jié)構(gòu)的大小與產(chǎn)品的靈敏度相關(guān)。表面微機(jī)械加工的能效和成本效益非常優(yōu)異,是消費(fèi)電子、移動(dòng)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(jī)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(jī)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(dāng)然,更高的靈敏度是以更高的成本為代價(jià)的,目標(biāo)市場(chǎng)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(dǎo)體將外延層厚度增至60微米,使其靈敏度達(dá)到傳統(tǒng)的基板微機(jī)械加工MEMS的水平。

關(guān)于意法半導(dǎo)體

意法半導(dǎo)體 (STMicroelectronics; ST) 是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商,為客戶提供傳感器、功率器件、汽車產(chǎn)品和嵌入式處理器解決方案。從能源管理和節(jié)能技術(shù),到數(shù)字信任和數(shù)據(jù)安全,從醫(yī)療健身設(shè)備,到智能消費(fèi)電子,從家電、汽車,到辦公設(shè)備,從工作到娛樂,意法半導(dǎo)體的微電子器件無所不在,在豐富人們的生活方面發(fā)揮著積極、創(chuàng)新的作用。意法半導(dǎo)體代表著科技引領(lǐng)智能生活 (life.augmented) 的理念。

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