piezoelektrische Dünnschichtmodule, MEMS-Waferherstellung
ROHM betreibt seit vielen Jahren Forschung und Entwicklung. Im Fokus stehen hierbei technologische ferroelektrische Innovationen.ROHMs Wafer-Herstellungsverfahren für piezoelektrische Dünnschicht-MEMS verwendet betriebseigene hochzuverlässige Produktionsanlagen, die die bewährte ferroelektrische Technologie sowie ein heterogenes Materialmanagementsystem nutzen, das die Integration von piezoelektrischen Dünnschicht-MEMS- und IC-Mikrofabrikationstechnologien ermöglicht.Basierend auf der gemeinsamen Entwicklung können Kunden von Lösungen der nächsten Generation profitieren, die sich durch eine bahnbrechende Miniaturisierung mit enormer Energieersparnis und Leistung auszeichnen.
- ・Von der Prototypenentwicklung bis zur Massenproduktion bietet ROHM umfassende Unterstützung.
- ・Als strategischer Partner bietet ROHM Produkte unter Prozess- und Fertigungsaspekten an.
- ・Erzielt ausgezeichnete Produkte durch den Einsatz von zuverlässiger Hochleistungs-Dünnschicht-Piezo-Technologie
- Forschung und Entwicklung - Fertigungsstätte
- Ablauf von der Kundenberatung zur Massenproduktion
- betriebseigene Ausstattung
- Prozessfähigkeiten
- Beispiele für Prototypen
- Verfahrenstechnologie
- Q&A
Forschung und Entwicklung - Fertigungsstätte: LAPIS Semiconductor Miyazaki Co.,Ltd.
| Standort | Kiyotake-cho, Miyazaki City, Miyazaki Prefecture, Japan |
|---|---|
| keimfreier Raum | 1.360 m² für Piezo-MEMS (von insgesamt 6.000 m² M2 Fabrik) |
| Sauberkeitsbewertung | Class 1-1,000 |
| Waferdurchmesser | Zoll |
| Erbrachte Dienstleistungen | Technische Muster, Massenproduktion |
| ISO-Zertifizierungen | ISO9001, ISO14001 |
| Entwicklungs- / Produktionserfahrung | Aktoren, Sensoren |
| Prozesstechnologien | PZT-Piezo-Dünnfilm, Bulkware / Oberflächen-MEMS, doppelseitige Silizium-Verarbeitung, Wafer-zu-Wafer-Bonden |
Ablauf von der Kundenberatung zur Massenproduktion
*Der obige Ablauf dient nur als Beispiel – der tatsächliche Ablauf wird jeweils nach Rücksprache ermittelt
Für Anfragen und/oder Beratung füllen Sie bitte das Formular auf der Kontaktseite aus, indem Sie auf die Schaltfläche unten klicken
betriebseigene Ausstattung
| Prozesskategorie | Geräte |
|---|---|
| Fotolithografie | Belackung / Entwicklung |
| Spiegelprojektions-Aligner | |
| Doppelseitiger Aligner | |
| i-Line Stepper | |
| Folien-Beschichtung | Beschichtungsanlagen (UV-Folie, wärmelösbare Folie, PI-Folie, etc.) |
| Ablagerung | Sol-Gel (PZT System) |
| PE-CVD(SiO2, SiN) | |
| LP-CVD(SiO2, SiN, poly-Si) | |
| Thermischer Oxidationsofen | |
| Sputtern (Al System, Au, Ti, TiN, TiW, Pt, Ir, etc) | |
| Atomlagenabscheidung(Al2O3, SiO2, Ta2O5) | |
| Bildung einer wasserabweisenden Beschichtung | |
| Trockenätzen | Reaktives Ionentiefenätzen von Silizium |
| Anlage für Reaktives Ionentiefenätzen von Isolationsschichten | |
| PZT/Elektrode ICP Ätzen (Ätzen durch induktiv gekoppeltes Plasma) | |
| Nassätzen | Ätzen von Siliziumdioxid |
| Ätzen von Gold | |
| Anisotrope Siliziumätzung | |
| Ablösung und Reinigung | Plantzanweiser |
| organischer/polymerer Ablöser | |
| Säurereinigung | |
| Schrubber | |
| Waferbindung | Harzbindung |
| Anodische Bindung | |
| Trennung, etc. | Wafer-Würfeln, Reinigung mit zwei Flüssigkeiten |
| Circle-Cut Dicer | |
| Messung | Analyse / Messung mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) |
| Optische Messgeräte | |
| Messgeräte für Fehlausrichtung vorne / hinten | |
| Sichtbares Licht / Infrarot / Lasermikroskope | |
| Röntgendiffraktometer | |
| Laserabstandssmessung | |
| Röntgenfluoreszenz (XRF) -Analysator | |
| Stufenanziege vom Kontakt/Optische Interferenz | |
| Ellipsometer | |
| Geräte zur visuellen Inspektion | |
| Analysegeräte für elektrische Eigenschaften (z.B. Sonden, Tester) |
Prozessfähigkeiten
| Prozess | Prozessspezifikationen | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Fotolithografie | Minimale Linienbreite: 1 mm (Stepper) Minimale Linienbreite: 3 mm (Aligner) |
|
| Reaktives Ionentiefenätzen von Silizium | Verjüngungswinkel: 90 +/- 1 deg Ätzrate Gleichmäßigkeit in gleicher Ebene: <5 % Maßgenauigkeit: ±0.1 μm (Beide sind musterabhängig) |
Substratpenetrationbearbeitung möglich Beide Seiten können bearbeitet werden (kerbfrei) Verjüngungskontrolle möglich |
| TMAH Ätzen | innerhalb 5 % der gleichen Ebene mit Bezug auf die Tiefe | Substratpenetrationbearbeitung möglich Beide Seiten können bearbeitet werden |
| PZT Ablagerung | Genauigkeitsgrad der Schichtdicke: im Wafer: ±1.0 % zwischen Wafer/Charge: ±2.5 % |
Dotierung (Nb,La) |
| PZT Ätzen | Genauigkeit der Verarbeitungslinienbreite: ±1 μm Ätzrate Gleichmäßigkeit in gleicher Ebene: < 5 % (PZT Dicke ~3 μm, konische Form verfügbar) |
Pt Stop aktiviert |
| Kathodenzerstäubung | Gleichmäßigkeit der Dicke: < 4 % auf gleicher Ebene | AlCu, Au, Ti, TiN, TiW, Pt, Ir |
| CVD | Gleichmäßigkeit der Dicke: < 4 % auf gleicher Ebene | SiO2, SiN |
| ALD | Gleichmäßigkeit der Dicke: < 5 % auf gleicher Ebene | Al2O3, Ta2O5, SiO2 |
| Harzbindung | Ausrichtungsgenauigkeit: ±5 μm Harzdicke: 1 to 3 μm |
Epoxidharz, BCB |
| Anodische Bindung | Interner Dichtungsdruck: > 0.01 Pa | Silizium / Glas |
Beispiele für Prototypen
- Inkjet-Aktuatoren
- Inkjet-Fluidik, Düsen
- MEMS Spiegel
- MEMS-Mikrofone
- Piezo MEMS-Lautsprecher
- Mikropumpen
- Hochfrequenz-Elemente
- Pyroelektrische Sensoren
- Ultraschallsensoren
- Beschleunigungsmesser
- Winkelgeschwindigkeitssensor
- Luftdrucksensoren
Verfahrenstechnologie
PZT-Schicht Leistung
1998 war ROHM das weltweit erste Unternehmen, das erfolgreich ferroelektrische Speicher in Massenproduktion herstellte, indem es auf langjährige Erfahrungen und Kompetenz bei der Verwendung von PZT-Dünnfilmen für Silizium-Wafer-Prozesse zurückgriff.
Der Sol-Gel-PZT-Film von ROHM wurde mit betriebseigenen Geräten entwickelt und zeichnet sich durch branchenführende Leistung und Zuverlässigkeit aus.
| Parameter | Wert | Bedingungen |
|---|---|---|
| Piezoelektrische Konstante e31, f (-C/N) | 19 | 10V/μm |
| Inverse piezoelektrische Konstante d31 (-pm/V) | 260 | 10V/μm |
| Isolationsspannung (V/μm) | ＞75 | Raumtemperatur, (Eingeschränkt aufgrund der Auswertungsstromversorgung) |
| Isolationslebensdauer (Jahre) | ＞10 | 20V/μm, 105℃, (Schätzung durch Beschleunigungstest) |
| Laufzeit (Zyklen) | ＞1x1010 | 10 V/µm, elektrische Verschiebung um 10% reduziert (Unipolarer Puls) |
| Verlust der Stromdichte (A/cm²) | ＜1x10-7 | 20V/μm |
Reaktives Ionentiefenätzen
Aufgrund verschiedenster Equipments von unterschiedlichen Unternehmen (neben eigens entwickelten Geräten) zum Reaktiven Ionentiefenätzen von Si, gelingt es ROHM einen optimalen Silizium-Ätzprozess (Formteil, Toleranz, Fremdpartikelgehalt, Kosten) aller Produkte anbieten zu können.
Ein konisches Ätzen ist ebenfalls möglich.
Technologie zur Handhabung dünner Wafer
ROHM entwickelte originale Wafer-Transporthilfsmittel, die das Prozess- und Waferbonden von dünnen Silizium-Wafern ermöglichen.
Q&A
- Q. Was ist die kompatible Wafergröße und Standard?
- A. 6-Zoll JEITA Standard (gestreckte Länge 47.5mm).
- Q. Ist es möglich, SOI-Wafer zu verarbeiten?
- A. Ja, das ist möglich.
- Q. Ist es möglich, PZT durch Sputtern herauszulösen?
- A. Leider wird die Sputterlösung zurzeit nicht untersützt.
- Q. Ist es möglich, PZT mit der spezifizierten Sol-Gel-Lösung herauszulösen?
- A. Beratung ist erforderlich.
- Q. Welcher Bereich von PZT-Schichtdicken ist möglich?
- A. Wir haben einen nachweisbaren Erfolg im Bereich von 200 nm bis 5 µm erzielt; lediglich eine Dicke von 2 µm ist Standard in Anbetracht der Kosten.
- Q. Was kann bei der Vorabnahme getan werden?
- A. Die Bewertung der elektrischen Eigenschaften (d. h. Kapazität, Hysterese, Verlust, Widerstand), die äußerliche visuelle Kontrolle (automatisiert) und andere Prozesse sind verfügbar.
- Q. Ist es möglich, nur einen Prototyp anzufordern?
- A. In der Regel priorisieren wir Projekte, die das Potenzial haben, in Massenproduktion hergestellt zu werden.
- Q. Ist es möglich, bestimmte Prozesse durchzuführen?
- A. Im Allgemeinen führen wir keine Teilprozesse für die Massenproduktion durch, wir sind jedoch offen für Verhandlungen.
- Q. Ist es möglich, Masken herzustellen?
- A. Ja, es ist mäglich.
- Q. Welches Datenformat wird für die Maskenherstellung benötigt?
- A. Bitte geben Sie die Daten im GDS-Format an.
- Q. Ist ein NDA oder ein Entwicklungsvertrag erforderlich?
- A. Ja, basierend auf dem Entwicklungsschritt.
- Q. Ist es möglich, auf Anfrage eine Fabrik zu besichtigen?
- A. Ja, das ist möglich. Je nach Anfrage können wir eine Besichtigung ermöglichen.
- Q. Ist es möglich, eine Verarbeitung durchzuführen, die in Ihrem Werk nicht verfügbar ist?
- A. Ja, ausgelagerte und externe Geräte sind verfügbar.