piezoelektrische Dünnschichtmodule, MEMS-Waferherstellung

ROHM nutzt umfassende Fertigungskompetenz, um einen umfassenden Kundensupport zu bieten

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: LAPIS Semiconductor Miyazaki Co.,Ltd.

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

Ablauf von der Kundenberatung zur Massenproduktion

*Der obige Ablauf dient nur als Beispiel – der tatsächliche Ablauf wird jeweils nach Rücksprache ermittelt

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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.

2 µm PZT-Kondensatormuster
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.

Reaktives Ionentiefenätzen (Vogelperspektive)

Ein konisches Ätzen ist ebenfalls möglich.

Konisches Loch/reversiertes konisches Loch(Querschnitt)

Technologie zur Handhabung dünner Wafer

ROHM entwickelte originale Wafer-Transporthilfsmittel, die das Prozess- und Waferbonden von dünnen Silizium-Wafern ermöglichen.

Technologie zur Handhabung dünner Wafer

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.