由恩智浦與台積電合資成立的研究中心(NXP-TSMC Research Center),日前成功開發出將先進CMOS LSI佈線中所使用的材料用於MEMS元件封裝的製程方法,並於美國MEMS 2008展會上展示相關技術。
該研究中心所提出的方式,是將可移動的MEMS元件封入摟空的封裝製程中,並使用先進LSI佈線層中使用的low-k材料。類似將MEMS元件舊有的封裝製程向現有CMOS製程拉近。目前這種製程可使用台積電的生產線進行製造。
將low-k材料應用於先進LSI設計,是為了利用其低介電的特性,抑制層間的結合,進而達成高速傳輸的目的。而應用於MEMS封裝時,則是利用多孔特性。基本上是將多孔特性應用於蝕刻。一般來說,MEMS元件的封裝是在MEMS周圍形成空間。在空間上設置覆蓋層、以覆蓋所形成的蝕刻層,並對蝕刻層進行蝕刻。把多孔材料作為上述覆蓋層使用的話,便可利用氣相蝕刻去除蝕刻層,並達到成膜與氣密封裝。
氣相蝕刻過程中使用HF,多孔材料的蝕刻速度僅每分鐘0.14nm。因此,蝕刻層的二氧化矽對多孔材料具有充分的選擇性。例如,多孔的密度僅有7%的話,氣密封裝材料將無法進入空穴內部。另外,此次使用的low-k材料為美國應用材料(Applied Materials)的Black Diamond。
該研究中心計劃將此封裝技術應用於矽振盪器的封裝。