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文檔簡介

1、2021/10/22史景文 slide no.1cmos mems應(yīng)用三軸應(yīng)用三軸& cmos mems新製程簡介新製程簡介speaker: jing-wen shih2021/10/22史景文 slide no.2outline mems簡介 mems應(yīng)用&舉例 優(yōu)點 動機(jī) 製程 設(shè)計 文獻(xiàn)回顧 目標(biāo)2021/10/22史景文 slide no.3 mems(microelectromechanical system):簡稱微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù) 定義(美):稱為微機(jī)電系統(tǒng),其定義為整合的微元件或系統(tǒng),包含利用ic相容批次加工技術(shù)製造的電子機(jī)械零件,其元件或系統(tǒng)的大小僅微米到毫米。2021/10/2

2、2史景文 slide no.4mems應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 “accumicromotion” for physiological activity monitoring is proposed for detecting motions in six degrees of freedom. recent advances in micromachining technology have made the design and fabrication of micro-electromechanical-systems (mems) acceleration sensors more affor

3、dable.2021/10/22史景文 slide no.5cmos mems整合感測優(yōu)點整合感測優(yōu)點 1.直接將感測得到的訊號直接在晶片上做直接的處理,可提升的讀取及準(zhǔn)確性。 2.cmos與mems構(gòu)成的單體整合,可降低傳輸訊號的衰減、寄生電容、雜訊。 3.cmos製程有完善的製程與穩(wěn)定的製程參數(shù),可直接使用在mems的標(biāo)準(zhǔn)製程中的沉積材料作為機(jī)械的結(jié)構(gòu)層或犧牲層,可降低非標(biāo)準(zhǔn)製程及機(jī)臺穩(wěn)定性所帶來的不確定性!2021/10/22史景文 slide no.6結(jié)論結(jié)論 cmos mems 運用,可具有更體積微小化、感測能力更高、訊號連結(jié)更強(qiáng)化的好處! 可知,cmos mems元件的效能和成本及

4、競爭上,都優(yōu)於目前個別元件!2021/10/22史景文 slide no.7製程平臺與應(yīng)用製程平臺與應(yīng)用 現(xiàn)有的cic cmos mems 製程平臺,是以臺積電的標(biāo)準(zhǔn)0.35um mixed-singal 2p4m cmos製程或0.18um mixed-singal/rf 1p6m cmos製程為基礎(chǔ)。 常見的cmos mems主要可為rf switch resonator、accelerator 及懸臂樑結(jié)構(gòu)2021/10/22史景文 slide no.8cmos標(biāo)準(zhǔn)製程剖面示意圖2021/10/22史景文 slide no.9cic cmos mems技術(shù)平臺剖面示意圖2021/10/2

5、2史景文 slide no.10舉例舉例 現(xiàn)有cic cmos mems平臺是藉由乾式電漿蝕刻來製作不同xy軸方向的懸浮結(jié)構(gòu)。是屬於同一平面有雙軸式的感測製作。 但電漿蝕刻的缺點在於製程技術(shù)對於垂直方向的上下金屬電極的中間區(qū)域(si02)無法有效用蝕刻法去除,因此無法達(dá)成三軸式感應(yīng)結(jié)構(gòu)!2021/10/22史景文 slide no.11最新製程方面最新製程方面 cic目前最新是採取氫氟酸氣相蝕刻方式 與國內(nèi)代工廠進(jìn)行三軸式cmos mems新製程作開發(fā)評估。 預(yù)計今年可望完成新的製程開發(fā)。2021/10/22史景文 slide no.12總結(jié)總結(jié) 以現(xiàn)今而言,新穎三軸感應(yīng)機(jī)制cmos mems

6、製程開發(fā)要為最重要,嶄新的製程條件調(diào)整以及獨特的layout設(shè)計規(guī)範(fàn)是目前最重要課題。2021/10/22史景文 slide no.13新式二維感測器新式二維感測器 a new type of mems two accelerometer based on silicon2021/10/22史景文 slide no.14idea this kind of sensor consists of four vertical cantilever beams with an attached cylinder in the center of the sturcture.2021/10/22史景文

7、slide no.15implement by locating the resistors logically formed the wheatstone bridge; this sensor can detect acceleration in two direction.2021/10/22史景文 slide no.16感測主結(jié)構(gòu)感測主結(jié)構(gòu)2021/10/22史景文 slide no.17wheatstone bridge2021/10/22史景文 slide no.18應(yīng)用公式應(yīng)用公式 可用以推的電阻值: i1r1=i2r2i1r2=i2r4 則r1/r2=r3/r4 可知 r2 =

8、 r1*(r4/r3) 也可推溫度係數(shù): rt = r0(1+t) 2021/10/22史景文 slide no.19two axis acceleration sensing element-3d2021/10/22史景文 slide no.202021/10/22史景文 slide no.21 by locating the resistors logically formed the wheatstone bridge; this sensor can detect acceleration in two direction.2021/10/22史景文 slide no.22implem

9、ent the relationship between height of the cylinder and resonant frequency of the accelerometer.2021/10/22史景文 slide no.23壓電壓電&加速度感測放置處加速度感測放置處2021/10/22史景文 slide no.24目標(biāo)目標(biāo) 製作一個可達(dá)到感測功能2d以上的感測器晶片並下線完成。 感測 - 3d感測。 結(jié)合3d感測與rf功能。2021/10/22史景文 slide no.25參考資料參考資料 參考網(wǎng)址參考網(wǎng)址: http:/ http:/ http:/ http:/ 參考參考paper: a new type of mems two axis accelerometer based on silicon low-power

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