科林研發(Lam Research)近日發表了世界上第一個以生產為導向的脈衝雷射沉積(Pulsed Laser Deposition, PLD)機台，以實現下世代MEMS麥克風和射頻(Radio Frequency, RF)濾波器的製造。這套名為Pulsus PLD的生產系統提供具有最高含量的氮化鋁鈧(AlScN)薄膜，可強化先進消費類和汽車MEMS元件的表現、效能和功能，並開創了新的可能性。該系統現已出貨給特定的專業元件製造商。Pulsus PLD的問世，進一步擴展了科林研發在特殊製程的沉積、蝕刻和單晶圓清潔產品的組合，並證明科林研發持續在該領域創新。
先進薄膜技術驅動高效能元件發展
RF濾波器透過增加網路可以處理的頻段數量，同時改善每個使用者的體驗，在5G、Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E系統中扮演關鍵角色。MEMS麥克風因具有高訊噪比而備受推崇，即使是低沉的聲音也能準確捕捉，這對於支援 5G語音控制和降噪功能至關重要。這兩類元件都屬於壓電MEMS元件。
Pulsus採用突破性技術來沉積高品質薄膜，可強化RF濾波器和MEMS麥克風效能。薄膜中的鈧含量越高，元件的效能越好。Pulsus提供的薄膜至少含有40%的鈧，這是目前可用的最高濃度。這些薄膜的特色是介電損耗低，壓電係數是目前濺射薄膜的兩倍，電能轉換最佳化，從而提高了射頻濾波器的靈敏度和MEMS麥克風的效能。進一步改善的壓電特性也讓元件製造商能以無鉛的氮化鋁鈧(AlScN)取代鋯鈦酸鉛(PZT)。PZT是目前最主流的壓電材料之一。
在Pulsus的PLD製程中，使用密集雷射脈衝撞擊目標材料。靶材被汽化，形成穩定、緻密的電漿羽流，並以薄層的型態沉積在晶圓上。此製程對於獲得高品質、均勻的薄膜以及精確控制厚度和應力至關重要。Pulsus 的問世，也開啟業界將雷射技術用於薄膜沉積大量製造的先河。
Pulsus為特殊製程提供獨特優勢
Yole Group製造和全球供應鏈副處長John West 表示，到2023年，用於製造MEMS元件的設備需求增長至超過9.4億美元，並且隨著晶片製造商尋求元件效能改善的新方法，這種需求可能還會持續增長。Pulsus的卓越薄膜品質，對於需要強大壓電效能的5G應用帶來了巨大價值，可以幫助最佳化現有的特殊元件，並推進未來各種應用的技術發展路線圖。
Pulsus的PLD功能，搭配科林研發的2300平台設計，可確保卓越的薄膜均勻性和品質，而每片晶圓的成本僅為傳統沉積方法的一小部分。這種效率可以幫助晶片製造商提高製造良率並加速其產品路線圖的發展。除了AlScN之外，Pulsus還可以沉積其他方法無法應用的各種複雜的多元素材料。科林研發正在探索新材料，以滿足 AR/VR和量子運算等應用所帶來的特殊製程需求。
