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(dǎo)體(STMicroelectronics，簡稱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(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)新市場和新應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)會。
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，以滿足快速增長的物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)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(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，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)型慣性傳感器市場后，將更進(jìn)一步改變高端傳感器的市場規(guī)則，這只是一個開始。”
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(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。
[1] 來源: IHS Consumer and Mobile MEMS Market Tracker H1 2014
[2] 來源: IHS Market Tracker Automotive MEMS H1 2014
