MEMS器件是利用微細加工工藝實現的可以將力、熱、電、磁、光等多種物理量轉化為電學信號輸出的傳感器,按照其工作原理的不同,其形式與結構也具有較大差異。需要針對獨特結構的器件進行其專屬工藝的開發,甚至器件開發中所需的設備和工藝也千差萬別,從而使得產品開發周期過長,成本過高。據市場研究機構Yole Development的市場調研統計報告指出,MEMS產品的市場份額以年均13%的速度增長。但傳感器的平均研發周期長達10年,而從研發到大規模商業化應用則要經歷27年之久。逐步增長的市場需求與高成本、長周期的現狀形成了一對亟待解決的矛盾。
為了簡化MEMS器件開發工藝、降低成本、縮短傳感器從研發到面市的周期,中科院微電子所先導中心MEMS技術團隊在8英寸CMOS工藝線上開發出一套可滿足多種MEMS器件加工的標準工藝平臺技術。通過制定統一的設計規則與工藝規范,該技術平臺允許在同一套版圖中分別設計多個不同種類MEMS器件,并在同一次流片中完成制造,從而方便客戶采用MPW的方式開展低成本的新產品研制。該技術有懸臂梁中無殘留應力,工藝均勻性好等優點。該工藝平臺可提供為監控制程中的各關鍵步驟設計的PCM測試結構和針對流程中各工序的統一的設計規則。
圖1 MPW MEMS器件示意圖
其中,圖1中A、B、C代表三種結構類似的三種傳感器,傳統的流片研發方式是分別進行工藝開發,MPW則是將多個芯片在同一晶圓上利用相同工藝流程實現結構制作。
表1.列出了MEMS工藝平臺所能對外提供的標準工藝模塊服務能力。表2.列出了標準MEMS工藝制程中核心步驟的關鍵指標。
表1.MEMS標準工藝模塊服務能力
表2.標準制程核心指標
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