MEMS與傳統(tǒng)CMOS刻蝕與沉積工藝的關(guān)系

時(shí)間：2022-12-07作者：深圳海木芯科技有限公司瀏覽：123

1 MEMS 比 CMOS 的復(fù)雜之處

MEMS 與 CMOS的根本區(qū)別在于：MEMS 是帶活動(dòng)部件的三維器件，CMOS 是二維器件。因此，雖然許多刻蝕和沉積工藝相似，但某些工藝是 MEMS *有的，例如失效機(jī)理。舉個(gè)例子，由于 CMOS 器件沒有活動(dòng)部件，因此不需要釋放工藝。正因?yàn)槿绱?，?dāng)活動(dòng)部件“粘”在表面上，導(dǎo)致設(shè)備故障時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜摩擦，CMOS 沒有這種問題。

CMOS 器件是在硅材料上逐層制作而成的。雖然蝕刻和沉積是標(biāo)準(zhǔn)工藝，但它們主要使用光刻和等離子蝕刻在裸片上創(chuàng)建圖案。另一方面，MEMS 是采用體硅加工工藝嵌入到硅中，或通過表面微加工技術(shù)在硅的**部形成。

體硅 MEMS 的深反應(yīng)離子刻蝕（DRIE）也稱為 Bosch 工藝（因?yàn)樵摴に囋?20 世紀(jì) 90 年代由 Bosch 開發(fā)），是專為 MEMS 設(shè)計(jì)的一種較老的工藝解決方案。雖然它不是標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝，但現(xiàn)在已應(yīng)用于三維裸片堆疊中，通過硅通孔（TSV）技術(shù)進(jìn)行蝕刻。此外，表面微加工蝕刻的釋放蝕刻是另外一種需要釋放材料的受控化學(xué)蝕刻的特定 MEMS 工藝。

2 將舊 CMOS 轉(zhuǎn)換為 MEMS 生產(chǎn)線

盡管歐美國家多年來一直在推動(dòng) MEMS 創(chuàng)新，但直到現(xiàn)在，還沒有一家建立 MEMS **工廠。有 MEMS 工藝生產(chǎn)線，但它們并不一定是較**的。相反，是二次利用舊半導(dǎo)體工廠的方式，為它們注入新的活力。將舊 CMOS 半導(dǎo)體制造設(shè)備的富余生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)換為 MEMS 生產(chǎn)線可能是中國可以考慮的一種方法。

MEMS 器件不太可能達(dá)到 CMOS 器件的產(chǎn)量，理解這一點(diǎn)非常重要。一種器件沒法讓 MEMS 生產(chǎn)線盈利，因?yàn)槿藗儾恍枰?5 萬個(gè)初制晶圓。即使是 MEMS 麥克風(fēng)這種相當(dāng)高產(chǎn)量的應(yīng)用，但生產(chǎn)卻分布在多個(gè)廠家。

3 中國 MEMS 制造廠和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的挑戰(zhàn)

總體來看，中國在 MEMS 應(yīng)用的內(nèi)部開發(fā)方面落后于世界其他**國家。目前，中國面臨著與歐美國家多年**樣的制造和設(shè)備挑戰(zhàn)，而且隨著歐美國家不斷推進(jìn)發(fā)展，中國較難迎頭趕上。鑒于中國當(dāng)前與其他國家之間的關(guān)系，中國正在加緊發(fā)展國內(nèi)能力，以期獲得獨(dú)立供應(yīng)鏈。

MEMS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，創(chuàng)新力強(qiáng)。此外，大多數(shù) MEMS 器件都是**的，沒有像 CMOS 器件那樣大的體量。因此，正確合理的解決方案必須以技術(shù)為基礎(chǔ)。

**科技是需要成本的。為一家工廠配備已使用了 20 年工藝的傳統(tǒng) MEMS 設(shè)備并非成功之道。重要的是，設(shè)備不僅要滿足今天的需要，還要滿足未來 5 ~ 10 年的需要。因此，為應(yīng)對(duì)未來發(fā)展的需要，應(yīng)盡可能選擇較高生產(chǎn)能力的設(shè)備是很重要的，以備援未來。

4 MEMS 制造需要外包嗎

要想成為一家成功的中國 MEMS ，是選擇外包還是建廠？這取決于您的商業(yè)模式。MEMS 集成器件制造商（IDM）并不是孤立存在的。成功的 MEMS 擁有多種 MEMS 產(chǎn)品，能夠處理不同尺寸的晶圓，以及各種材料和工藝。目前，對(duì)于中國企業(yè)來說，這種能力都在海外——在歐洲或美國。

MEMS 代工廠之所以存在并**成功，是因?yàn)樗鼈兩a(chǎn)許多不同的 MEMS 產(chǎn)品。例如，ST Microelectronics 成功地使用了代工廠（foundry）模式。

總之，除非你是一個(gè)為多家 MEMS 服務(wù)的代工廠，否則建立自己的代工廠是沒有意義的。對(duì)于中國內(nèi)部的 MEMS 市場(chǎng)來說，可以采取合作的方式來替代外包，即幾家 MEMS 公司共用一家工廠。歸根結(jié)底，選擇較終要帶來的**。


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  詞條說明

• CCD 與CMOS 圖像傳感器區(qū)別在哪里？

  1、 成像過程 CCD 與CMOS 圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，他們較主要的差別在于信號(hào)的讀出過程不同；由于CCD僅有一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號(hào)輸出的一致性非常好；而CMOS 芯片中，每個(gè)像素都有各自的信號(hào)放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號(hào)輸出的一致性較差。但是CCD 為了讀出整幅圖像信號(hào)，要求輸出放大器的信號(hào)帶寬較寬，而在CMOS 芯片中，每個(gè)像元中的放大器的帶寬要求較低

• CMOS微縮結(jié)束了嗎？

  不可否認(rèn)的是，CMOS的微縮已經(jīng)成為推動(dòng)過去幾十年的巨大進(jìn)步的“燃料”，以提高性能、效率和降低集成電路和系統(tǒng)的成本，從而實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用。摩爾定律的終結(jié)已經(jīng)被預(yù)言了很多次，而材料、設(shè)備概念和圖案的創(chuàng)新已經(jīng)為當(dāng)前的10nm以下技術(shù)掃清了道路。然而，該行業(yè)已經(jīng)到了這樣一個(gè)階段:過去50年的規(guī)?；鶐淼墓?、性能、面積和成本(PPAC)方面的典型收益已經(jīng)變得越來越難以實(shí)現(xiàn)，尤其是在展望未來3nm技術(shù)的時(shí)候

• 對(duì)攝像機(jī)來說，3CMOS（3片 CMOS）重要嗎，與單片 CMOS 畫質(zhì)上區(qū)別有多大？

  理論區(qū)別的話，基本上三片式結(jié)構(gòu)（ 3CCD 或者 3 CMOS )因?yàn)橐粋€(gè)像素可以同時(shí)感三種顏色的光，對(duì)于光線的利用較為完全，同時(shí)不會(huì)有混色效應(yīng)，所以比起拜爾矩陣擁有較好的銳度。三片式結(jié)構(gòu)較早可以追溯到彩色膠片錄影。通過分光把入射光線打到三個(gè)感不同顏色的膠片上。而到了數(shù)碼時(shí)代只需要把膠片換成光電轉(zhuǎn)換器件（如 CCD、CMOS 等）就行了，實(shí)際上**臺(tái)數(shù)字電影攝影機(jī)就是 3CCD （藍(lán)鯡魚，阿萊和美

• 漲價(jià)缺貨的野火，如今已擴(kuò)散到CMOS晶片

  電子業(yè)系統(tǒng)廠缺貨缺怕了！從被動(dòng)元件、硅晶圓、MOSFET等產(chǎn)能大缺，現(xiàn)在大家看到影子就開，就怕?lián)尣坏截浀⒄`出貨，*大廠蘋果、華為等，在關(guān)鍵元件**等仍有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，二線品牌則必須以較高價(jià)搶貨，使得價(jià)格愈漲愈高。漲價(jià)缺貨如今已擴(kuò)散到CMOS晶片CMOS晶片也將成為繼被動(dòng)元件、金氧半場(chǎng)效電晶體（MOSFET）等之后，又一鬧缺貨的關(guān)鍵電子元件。據(jù)閩臺(tái)媒體報(bào)道，漲價(jià)缺貨的野火如今已擴(kuò)散到CMOS圖像感測(cè)元