意法半导体(ST)为关键传感器缩小基板微机械加工和表面微机械加工的技术差距

2014-11-23 09:35:19 本站原创

横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、世界第一大MEMS制造商、世界最大的消费电子及移动应用MEMS供应商^{^[1]}、世界最大的汽车应用MEMS供应商^{^[2]}意法半导体（STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM），宣布其独有且已通过标准机构认证的THELMA60（用于制造微型陀螺仪和加速度计的60μm厚多晶硅外延层制造工艺）表面微机械加工MEMS传感器制造进入量产阶段。

过去，半导体厂商是依靠两种不同的制造工艺来大规模生产高精度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) 的成本效益更好，而基板微机械加工技术 (Bulk Micromachining) 则能够实现更高的灵敏度和精确度。意法半导体的创新成果集这两种技术的优点于一身，为表面微机械加工MEMS产品带来开创新市场和新应用领域的机会。

YoleDéveloppement公司总裁兼首席执行官Jean-Christophe Eloy表示：“多家企业曾尝试在表面微机械加工产品上取得基板微机械加工技术的精度和灵敏度，以满足快速增长的物联网、消费电子和移动市场对规模效益的要求，但均以失败告终。而意法半导体利用其新的60μm外延层表面微机械加工制造工艺，以创新的方式有效地解决了这个难题。”

意法半导体执行副总裁兼模拟器件、MEMS和传感器产品部总经理Benedetto Vigna表示：“意法半导体的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。正如目前已投产的设计证明，对于灵敏度有极高要求的具有挑战性的应用，例如植入性医疗器械、航空航天用高端传感器 (aerospace systems) 和地震勘探仪器 (seismic exploration) 等曾经被基板微机械加工技术垄断的市场，THELMA60是能够为这此类应用有效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，将更进一步改变高端传感器的市场规则，这只是一个开始。”

技术说明

表面微机械加工技术是在单晶硅片(silicon wafer)上面生产的厚晶层（又称外延层）内制作能够活动的微型结构。外延层的厚度通常是25微米，相当于白血细胞的直径。外延层制程包括新材料沉积、切割和掩模光刻(photolithographic masking)，这些工序的目的是在MEMS产品内制作能够活动的结构；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非常优异，是消费电子、移动装置和物联网(IoT, Internet of Things)应用的理想选择。

相反，基板微机械加工技术是直接在硅基板(silicon substrate)制作微型结构，因此，基板微机械加工技术制作出的微型结构的尺寸更大，精确度和灵敏度也就更高。当然，更高的灵敏度是以更高的成本为代价的，目标市场包括医疗、航天、汽车等高端工业应用。

现在意法半导体将外延层厚度增至60微米，使其灵敏度达到传统的基板微机械加工MEMS的水平。

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