市场上一直有在说石英晶体振荡器即将被MEMS振荡器所替代,那么跟石英晶体振荡器相对比有多大的优势能拿下石英晶体振荡器的市场呢?
MEMS振荡器是指通过微机电系统制作出的一种可编程的硅振荡器,属于我们通常所说的有源晶振。它是对传统石英晶振产品的一个升级更新换代,防震效果是前者的25倍,具有不受振动影响、不易碎的特点。MEMS振荡器的温度稳定性也比传统晶振更好,不受环境温度高低变化的影响。下面仍旧是继续探讨关于硅晶振的技术.
正面体硅加工技术
正面体硅工艺结合了深刻蚀、浓硼掺杂与湿法腐蚀工艺步骤,如图5 所示,首先对n型硅片进行浓硼掺杂,浓度满足硅湿法自停止腐蚀要求,然后DRIE硅结构,刻蚀深度大于浓硼层的厚度,最后在自停止腐蚀液里进行腐蚀,释放结构。一次掺杂正面体硅工艺的结构厚度一般小于30μm,采用两次掺杂的正面体硅工艺的结构厚度可达60μm 。
图6 是采用正面体硅工艺制作的MEMS器件实物照片。
体硅SOI 加工技术
与其他工艺相比,SOI工艺采用全硅结构,通过硅-硅键合技术将硅与硅片粘接在一起,由于是全硅结构,因此不存在由于热膨胀系数带来的应力影响,结构层厚度可达80μm,并具有较高的加工精度,易于电路单片集成。SOI工艺具有与IC 工艺更好兼容性的特点,适用于更多的MEMS振荡器器件的制造,可用于制作MEMS惯性器件(包括陀螺、加速度计、振动传感器等)、MEMS光学器件(包括光开关、衰减器等)、生物MEMS、流体MEMS等多种MEMS器件,具有更广的适用性,可实现批量加工需求,是目前的一个主流加工工艺和发展趋势。工艺流程与实物照片如图7 和图8 所示。
硅MEMS表面加工工艺
表面硅MEMS加工技术是在集成电路平面工艺基础上发展起来的一种MEMS工艺技术。它利用硅平面上不同材料的顺序淀积和选择腐蚀来形成各种微结构。它的基本思路是:先在基片上淀积一层称为牺牲层的材料,然后在牺牲层上面淀积一层结构层并加工成所需图形。在结构加工成形后,通过选择腐蚀的方法将牺牲层腐蚀掉,使结构材料悬空于基片之上,形成各种形状的二维或三维结构。表面SITIME硅晶振MEMS加工技术工艺成熟,与IC 工艺兼容性好,可以在单个直径为几十毫米的单晶硅基片上批量生成数百个MEMS 装置。
图9 是一套表面牺牲层加工工艺流程。首先在衬底上淀积牺牲层材料(氧化硅)并形成可动微结构与衬底之间的连接窗口,然后淀积作为微结构的材料并光刻出所需的图形,最后利用湿法腐蚀去掉牺牲层,这样就形成了既能够活动又与衬底相连的微结构。
图10 是采用表面工艺制作的MEMS开关实物照片。
硅基加工技术是MEMS 器件的一个主流加工技术,包括体硅与表面加工工艺,体硅工艺比较适合制作高深宽比、高灵敏度MEMS芯片,但与IC工艺兼容性稍差,而表面工艺加工的MEMS结构的深宽比较小,但易与IC 兼容,国内外有多个MEMS标准工艺加工服务的工艺线,目前国内主要采用体SITIME硅晶振MEMS 加工技术,湿法SOG 、干法SOG 、正面体硅与体硅SOI 等几种体硅MEMS 工艺具有各自的优缺点适合于多种MEMS芯片的加工。
CEOB2B晶振平台领先全球的晶振单一采购平台,站内汇集了数千万中晶振产品,只要您需要的这里都给您准备好了.