乾式蝕刻技術加持 感測器校準更省事

作者: 陳妤瑄
2016 年 12 月 05 日

MEMS慣性感測器的晶圓蝕刻技術,可分成濕式與乾式兩種。採用乾式蝕刻(Plasma Etching)的好處在於,由於其過程不含水分,較不易受到地心引力的影響,因此在感測器整體的精準度上,得以維持得很好,連帶讓後續校準工作變得簡單,甚至可以直接省去此一步驟。而羅姆(ROHM)集團旗下的Kionix,即是大量採用此一技術的代表性廠商。

Kionix於2009年由羅姆集團併購,成為旗下子公司。Kionix近年來致力於以MEMS技術開發加速度計、陀螺儀,採用的是乾式蝕刻技術。此技術是美國康乃爾大學的開創性研發成果,並授權給Kionix。

台灣羅姆設計中心產品經理李正寧表示,濕式蝕刻的介質是液體,感測器元素的原料是矽,蝕刻過後會出現多個間隔,而一塊矽晶圓,如何蝕刻出適當的間隔便是關鍵。由於濕式蝕刻會受到地心引力拉扯的影響,過程中會造成表面平整度出現變化,也就使得每個生產出來的感測器誤差值容易很大,好的很好、差的很差。

不僅如此,感測器後續的表面黏著技術(SMD)製程,還須歷經275度高溫的熱漲冷縮,很可能讓精準度已較差的感測器變得更差。因此,在先天不良的狀況下,後天的校準(Calibration)工作,也就變得十分重要。

而乾式蝕刻不是採用液體來蝕刻,因而不受地心引力的影響,在感測器本身的精準度上就能做得相當好,且相較於濕式蝕刻採用分段蝕刻,乾式蝕刻只需要一次蝕刻就可完成。李正寧進一步表示,乾式蝕刻帶來的高精準度,讓Kionix不太須要去要求客戶做校準工作。

Kionix近期也推出小型加速度感測器KX222、KX224,成功將加速度感測範圍從±20G擴大至±32G,將可滿足家電、工規馬達、計步器等應用對振動、撞擊的感測需求。

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