薄膜压电MEMS代工
罗姆着眼于铁电的多种技术革新，多年来不断地进行开发研究。 罗姆的薄膜压电MEMS代工，通过使用凝聚了其技术和异种材料管理系统经验、具备高可靠性和稳定性的先进生产装置，实现薄膜压电和LSI微细加工技术的高度融合。 通过与客户共同开发，我们承诺为您实现“前所未见”“超越经验”“超乎想象”的节能、小型、高性能的产品。
- ・提供从试制、开发到量产的全程支持
- ・作为客户的战略伙伴，从工艺、制造方面为产品提供支持
- ・运用高性能、高可靠性薄膜压电技术，实现更高等级的产品
开发、制造网点：LAPIS Semiconductor Miyagi Co.,ltd.
| 地址 | 日本宫崎县宫崎市清武町 |
|---|---|
| 无尘室 | 压电MEMS专用部分 1,360m2 (M2 fab整体为 6,000m2 ) |
| 清洁度 | Class 1-1,000 |
| 晶圆直径 | 6英寸 |
| 提供服务 | 开发样品试制、量产 |
| ISO等 | ISO9001, ISO14001 |
| 开发/量产经验 | 执行机构、传感器 |
| 工艺技术 | PZT压电薄膜、块体/表面MEMS、可进行双面Si加工、晶圆键合 |
自有设备
| 工艺分类 | 设备 |
|---|---|
| 光刻 | 涂布、显影 |
| MPA (Mirror Projection Aligner) | |
| 双面对准曝光机 | |
| i线步进光刻机 | |
| 层压 | 各种层压机（UV胶带、热剥离片、聚酰亚胺等） |
| 成膜 | Sol-gel（PZT类） |
| PE-CVD(SiO2, SiN) | |
| LP-CVD(SiO2, SiN, poly-Si) | |
| 热氧化炉 | |
| 溅射（Al类、Au、Ti、TiN、TiW、Pt、Ir等） | |
| ALD(Atomic Layer Deposition) (Al2O3, SiO2, Ta2O5) | |
| 疏水涂层成膜 | |
| 干法蚀刻 | Si深度蚀刻 |
| 层间膜RIE装置 | |
| PZT、电极用ICP蚀刻机 | |
| 湿法蚀刻 | 氧化硅膜蚀刻 |
| Au蚀刻 | |
| Si各向异性蚀刻 | |
| 剥离、清洗 | 去胶机 |
| 有机物、聚合物剥离 | |
| 酸洗 | |
| 洗涤器 | |
| 晶圆键合 | 树脂键合 |
| 阳极键合 | |
| 单片化等 | 划片、双流体清洗 |
| 晶圆划片机 | |
| 测量相关 | SEM分析、SEM测长 |
| 光学式测长装置 | |
| 正反错位测量装置 | |
| 可视光、IR、激光显微镜 | |
| X射线衍射装置 | |
| 激光式位移测量装置 | |
| 荧光X射线分析装置 | |
| 触针式步距规、光学式干涉步距规 | |
| 椭圆偏振仪 | |
| 外观检查装置 | |
| 各种电气特性评估装置（探针台、测试仪） |
工艺能力
| 工序 | 工艺规格 | 备注 |
|---|---|---|
| 光刻 | 最小线宽：1μm（使用步进光刻机） 最小线宽：3μm（使用对准曝光机） |
|
| Si深度蚀刻 | 锥角: 90±1度 蚀刻速率面内均一性: 5%以内 尺寸精度; ±0.1μm （均取决于图案） |
可进行电路板贯通加工 可进行正反两面加工 （无凹槽） 可进行锥角控制 |
| TMAH蚀刻 | 相对于深度，面内5%以内 | 可进行电路板贯通加工 可进行正反两面加工 |
| PZT成膜 | 膜厚精度: 晶圆内 ±1.0% 晶圆、批次间 ±2.5% |
掺杂示例(Nb、La) |
| PZT蚀刻 | 加工线宽精度: ±1μm 蚀刻速率面内均一性: 5%以内 （PZT厚度~3μm、有圆锥形状） |
Pt扩散阻挡层 |
| 溅射 | 膜厚均一性: 面内4%以内 | AlCu, Au, Ti, TiN, TiW, Pt, Ir |
| CVD | 膜厚均一性: 面内4%以内 | SiO2, SiN |
| ALD | 膜厚均一性: 面内5%以内 | Al2O3, Ta2O5, SiO2 |
| 树脂键合 | 对准精度: ±5μm 树脂厚度: 1～3μm |
环氧树脂、BCB |
| 阳极键合 | 封装内部压力: >0.01Pa | Si/玻璃 |
试制业绩示例
- 喷墨执行机构
- 喷墨流路、喷嘴
- MEMS振镜
- MEMS麦克风
- 压电MEMS扬声器
- 微泵
- RF元件
- 热释电传感器
- 超声波传感器
- 加速度传感器
- 角速度传感器
- 气压传感器
工艺技术示例
PZT薄膜的性能
罗姆于1998年在成功量产铁电存储器，在将PZT薄膜应用于Si晶圆工艺方面拥有长年积累的经验和技术诀窍。
罗姆提供的溶胶凝胶PZT膜使用独立开发的生产设备成膜，具有高水平的压电性能和可靠性。
| 项目 | 值 | 条件 |
|---|---|---|
| 压电常数: e31,f (-C/N) | 19 | 10V/μm |
| 逆压电常数: d31 (-pm/V) | 260 | 10V/μm |
| 绝缘耐压: (V/μm) | ＞75 | 室温, （评估电源限制） |
| 绝缘寿命：（年） | ＞10 | 20V/μm, 105℃, （加速试验推测） |
| 重复寿命：（次） | ＞1x1010 | 10V/μm，位移减少10% （单极脉冲） |
| 漏电流密度: (A/cm2) | ＜1x10-7 | 20V/μm |
Si深度蚀刻
罗姆拥有多家公司的Si深度蚀刻装置，其中也包括独立开发的装置，可根据产品提供适合的Si蚀刻工艺（形状、公差、异物等级、成本）。
也可进行圆锥形状的蚀刻。
薄晶圆处理技术
罗姆通过独立开发晶圆运输送备等，实现了薄Si晶圆的工艺和晶圆键合。
Q&A
- Q.适用的晶圆尺寸、标准是什么？
- A.6英寸JEITA标准（定位边长度为47.5mm）。
- Q.可以对SOI晶圆进行加工吗？
- A.可以。
- Q.PZT可以通过溅射成膜吗？
- A.目前尚不支持溅射成膜。
- Q.PZT可以使用指定的Sol-gel液成膜吗？
- A.需要咨询。
- Q.可以实现的PZT膜厚范围有多大？
- A.200nm～5μm的范围内均可实现，但考虑到成本，建议将2μm厚度作为标准。
- Q.出厂前可以进行哪些检查？
- A.可以进行电气特性评估（容量、滞后、泄漏、电阻值等），以及外观检查（有自动设备）等。
- Q.可以只委托进行试制吗？
- A.原则上优先承接可以量产的项目。
- Q.可以单独提供特定工序的加工吗？
- A.因为是以量产为目标，原则上不单独承接部分工序，具体情况以咨询结果为准。
- Q.可否制作掩膜？
- A.可以制作掩膜。
- Q.制作掩膜采用什么数据格式？
- A.请以GDS格式提供。
- Q.需要NDA和开发合同吗？
- A.进行到相应的开发步骤时需要。
- Q.进行委托时可以参观工厂吗？
- A.可以。将根据委托内容按需实施。
- Q.可以承接自有设备无法进行的处理吗?
- A.也可以使用部分外协和异地的装置。