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更多>>探討MEMS晶振第一和附加工藝的關(guān)鍵方面
來源：http://m.jqhs.com.cn 作者：康比電子 2019年06月24
MEMS First和EpiSeal是SiTime用來制造非常小的硅諧振器芯片的專有工藝,這些芯片完全封裝在硅中,非常穩(wěn)定,非常耐用.因為這些工藝使用標(biāo)準(zhǔn)的互補金屬氧化物半導(dǎo)體鑄造工具和材料,所以它們生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高質(zhì)量和高可靠性.此外,大晶片形式的生產(chǎn)導(dǎo)致高體積和快速體積斜坡.以下部分將更詳細地探討微機電系統(tǒng)第一和附加工藝的關(guān)鍵方面.
1.1封裝
在發(fā)展微機電系統(tǒng)第一工藝之前,封裝是首要的限制問題
MEMS晶振的商業(yè)化.微機電系統(tǒng)第一工藝通過生產(chǎn)帶有封裝在單個微真空室中的諧振器的成品晶片來消除這一限制.這些晶片看起來像標(biāo)準(zhǔn)的互補金屬氧化物半導(dǎo)體晶片,可以用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的集成電路封裝工藝進行封裝,例如塑料模制,倒裝芯片,芯片堆疊和芯片級封裝.
1.2穩(wěn)定性
微機電系統(tǒng)第一工藝的氣密密封特征稱為密封,是在清潔的真空環(huán)境中在非常高的溫度下完成的.這導(dǎo)致諧振器的高穩(wěn)定性.使用陶瓷封裝或晶片鍵合的傳統(tǒng)低溫封裝會在封裝中留下?lián)]發(fā)性有機物和水殘留物,這會導(dǎo)致諧振器的質(zhì)量負載和頻率漂移.微機電系統(tǒng)第一與EpiSeal是唯一被證明的制造工藝,它生產(chǎn)的諧振器具有與石英晶體相當(dāng)或超過石英晶體的穩(wěn)定性.
1.3耐久性
微機電系統(tǒng)第一封裝堅固耐用.諧振器被保護在硅層下,該硅層可以承受塑料模制中使用的高達100巴或1500磅/平方英寸的高壓.微機電系統(tǒng)第一封裝在此壓力下保持完整.
1.4尺寸
微機電系統(tǒng)第一封裝與其他封裝方法如晶片鍵合相比,不需要額外的芯片面積.完成的微機電系統(tǒng)第一晶片可以回接地至小于100um厚.正因為如此,SiTime諧振器是世界上最小最薄的諧振器.此外,微機電系統(tǒng)第一封裝支持使用先進的集成電路封裝技術(shù),從而生產(chǎn)出世界上最小的有源晶振.
1.5可制造性
SiTime采用最先進的200毫米互補金屬氧化物半導(dǎo)體制造工具和設(shè)施,能夠使用標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)鏈,具有調(diào)度可靠性,批量可擴展性和生產(chǎn)經(jīng)濟性的優(yōu)勢.
1.6質(zhì)量
現(xiàn)代互補金屬氧化物半導(dǎo)體晶片制造的一個突出特點是能夠精確地重復(fù)晶片間,批次間和年度間的制造步驟,并具有出色的控制能力.SiTime利用這種高度精確的重復(fù)性來生產(chǎn)具有最佳質(zhì)量的諧振器.
2、詳細的微機電系統(tǒng)第一工藝流程
2.1諧振器定義
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起始材料是厚絕緣體上硅晶片.諧振器采用博世深度反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)工藝形成.
2.2氧化物填充
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通過用氧化物填充溝槽來平坦化晶片表面,并且氧化物被圖案化以形成接觸孔.接觸孔被蝕刻以實現(xiàn)與石英晶振諧振器和電極的電連接.氧化物也從諧振器周圍的場區(qū)去除.
2.3通風(fēng)口的形成
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薄硅層生長在氧化物的頂部,精細的通風(fēng)口穿過這些層形成圖案.通風(fēng)口能夠去除諧振器周圍的氧化物,并位于諧振器上方,諧振器必須能夠自由振動.
2.4諧振器釋放
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用氫氟酸蒸汽去除共振結(jié)構(gòu)周圍的氧化物.該步驟限定了諧振器工作的封閉真空腔的容積.諧振器和電極固定在襯底上時,氧化物不會被去除.
2.5外殼諧振器封裝
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密封工藝是形成穩(wěn)定諧振器的關(guān)鍵,當(dāng)封裝部件焊接到印刷電路板上時,諧振器的頻率不會隨時間漂移或偏移.SiTime的EpiSeal工藝清潔諧振器和真空腔,然后密封高溫外延反應(yīng)器中關(guān)閉的排氣口.熱氫氣和氯氣清潔諧振器,同時含硅氣體將多晶硅沉積在通風(fēng)口中,以密封超清潔的腔體.密封后,生長出厚的耐用封裝層.貼片晶振諧振器周圍的腔室保持超干凈的真空.
2.6過孔形成
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諧振器和電極之間有電通路.蝕刻和填充溝槽,形成與電極和諧振器的接觸.
2.7金屬化
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電互連由鋁跡線和接合焊盤制成,并且該過程由跡線上的氧化硅和氮化物刮痕掩模完成.
3、微機電系統(tǒng)第一工藝的特點和優(yōu)勢
4、結(jié)論
SiTime的微機電系統(tǒng)第一次與EpiSeal工藝是使SiTime能夠生產(chǎn)世界上最先進,最穩(wěn)定和最可靠的MEMS晶振的關(guān)鍵技術(shù)之一.這種獨特的專利工藝只能從SiTime獲得.
1.1封裝
在發(fā)展微機電系統(tǒng)第一工藝之前,封裝是首要的限制問題
MEMS晶振的商業(yè)化.微機電系統(tǒng)第一工藝通過生產(chǎn)帶有封裝在單個微真空室中的諧振器的成品晶片來消除這一限制.這些晶片看起來像標(biāo)準(zhǔn)的互補金屬氧化物半導(dǎo)體晶片,可以用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的集成電路封裝工藝進行封裝,例如塑料模制,倒裝芯片,芯片堆疊和芯片級封裝.
1.2穩(wěn)定性
微機電系統(tǒng)第一工藝的氣密密封特征稱為密封,是在清潔的真空環(huán)境中在非常高的溫度下完成的.這導(dǎo)致諧振器的高穩(wěn)定性.使用陶瓷封裝或晶片鍵合的傳統(tǒng)低溫封裝會在封裝中留下?lián)]發(fā)性有機物和水殘留物,這會導(dǎo)致諧振器的質(zhì)量負載和頻率漂移.微機電系統(tǒng)第一與EpiSeal是唯一被證明的制造工藝,它生產(chǎn)的諧振器具有與石英晶體相當(dāng)或超過石英晶體的穩(wěn)定性.
1.3耐久性
微機電系統(tǒng)第一封裝堅固耐用.諧振器被保護在硅層下,該硅層可以承受塑料模制中使用的高達100巴或1500磅/平方英寸的高壓.微機電系統(tǒng)第一封裝在此壓力下保持完整.
1.4尺寸
微機電系統(tǒng)第一封裝與其他封裝方法如晶片鍵合相比,不需要額外的芯片面積.完成的微機電系統(tǒng)第一晶片可以回接地至小于100um厚.正因為如此,SiTime諧振器是世界上最小最薄的諧振器.此外,微機電系統(tǒng)第一封裝支持使用先進的集成電路封裝技術(shù),從而生產(chǎn)出世界上最小的有源晶振.
1.5可制造性
SiTime采用最先進的200毫米互補金屬氧化物半導(dǎo)體制造工具和設(shè)施,能夠使用標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)鏈,具有調(diào)度可靠性,批量可擴展性和生產(chǎn)經(jīng)濟性的優(yōu)勢.
1.6質(zhì)量
現(xiàn)代互補金屬氧化物半導(dǎo)體晶片制造的一個突出特點是能夠精確地重復(fù)晶片間,批次間和年度間的制造步驟,并具有出色的控制能力.SiTime利用這種高度精確的重復(fù)性來生產(chǎn)具有最佳質(zhì)量的諧振器.
2、詳細的微機電系統(tǒng)第一工藝流程
2.1諧振器定義
2.2氧化物填充
2.3通風(fēng)口的形成
2.4諧振器釋放
2.5外殼諧振器封裝
2.6過孔形成
2.7金屬化
3、微機電系統(tǒng)第一工藝的特點和優(yōu)勢
SiTime的微機電系統(tǒng)第一次與EpiSeal工藝是使SiTime能夠生產(chǎn)世界上最先進,最穩(wěn)定和最可靠的MEMS晶振的關(guān)鍵技術(shù)之一.這種獨特的專利工藝只能從SiTime獲得.
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此文關(guān)鍵字： 微機電系統(tǒng)諧振器硅諧振器
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