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意法半导体(ST)关键传感器,可缩小立体微机械加工技术和表面微机械加工技术,强化汽车工业之应用

 2015-01-21
  • THELMA60制程进入量产阶段
  • 以近乎表面微机械加工技术的成本实现立体微机械加工技术的灵敏度

 

ST宣布其独有且已通过标准认证的THELMA60[1]表面微机械加工MEMS传感器制程进入量产阶段。

 

过去,半导体厂商是依靠两种不同制程来大规模生产高精密度3D MEMS产品,例如加速度计、陀螺仪、麦克风和压力传感器。业界公认表面微机械加工技术(Surface Micromachining)的成本效益较优,而立体微机械加工技术(Bulk Micromachining)则能够实现更高的灵敏度和精密度。意法半导体的创新成果集这两项技术优势于一身,为表面微机械加工MEMS产品带来新兴领域的应用机会及开创崭新的市场优势。

 

Yole Développement总裁暨执行长Jean-Christophe Eloy表示:「众多厂商皆曾试着在表面微机械加工产品上寻求立体微机械加工技术的精准度和灵敏度,以因应快速成长的物联网、消费性电子、行动装置对规模效益的要求,但均以失败告终。而意法半导体利用其新的60µm厚外延层表面微机械加工制程,以创新的方式有效解决了这个难题。」

 

意法半导体执行副总裁暨模拟、MEMS和传感器事业群总经理Benedetto Vigna表示:「意法半导体THELMA60表面微机械加工技术的问世开启了惯性传感器(inertial sensors)的新纪元。正如目前已进入量产的客户设计证明,对于灵敏度有极高要求并具有挑战性的应用,例如植入性医疗装置、航天系统(aerospace systems)和震波探勘(seismic exploration)的高阶传感器等曾经被立体微机械加工技术垄断的市场,THELMA60是一个能够为这些应用有效地提高成本效益的理想解决方案。在我们彻底改变了消费型惯性传感器市场后,将更进一步改变高阶传感器的市场规则,而这只是一个开始。」

 

技术说明

表面微机械加工技术是在硅晶圆(silicon wafer)上面产生的厚晶层(又称外延层)内制作能够活动的微型结构。外延层的厚度通常为25微米,相当于白血球细胞的直径。外延层制程包括新材料沉积(deposition)、切割(cutting)和光刻屏蔽(photolithographic masking)操作,这些流程的目的是在MEMS产品内制作能过活动的结构;这个活动结构的大小与产品的灵敏度相关。表面微机械加工的能效和成本效益特别优异,是消费性电子、行动装置以及物联网(Internet of Things,IoT)应用的理想选择。

 

反之,立体微机械加工技术是直接在硅基板(silicon substrate)制作微型结构。因此,立体微机械加工技术制作出的微型结构尺寸较大、精确度与灵敏度也就更高。当然,更高的灵敏度所需的成本代价也更高,目标市场包括医疗、航天、汽车以及其它高阶工业应用。

 

意法半导体将外延层的厚度增至60微米,使其灵敏度达到传统立体微机械加工MEMS的水平。



[1] THELMA60:60µm Thick Epi-poly Layer for Micro-gyroscopes and Accelerometers;用于制造微型陀螺仪和加速度计的60µm厚外延层