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从扩音器到光子学:有用使用CMOS

Akustica可能听起来像一个新的重金属乐队,但实际上它是位于匹兹堡的CarnegieMellon公司的一个分公司,是不断增长的无晶圆厂芯片公司中的一员。当时,Intel公司硅光子研究部主任Mari

  

  Akustica或许听起来像一个新的重金属乐队,但实际上它是坐落匹兹堡的Carnegie Mellon公司的一个分公司,是不断增加的无晶圆厂芯片公司中的一员。这些公司正凭借CMOS代工厂现有的根底设施出产功用与CMOS关系不大的芯片。Akustica公司选用CMOS工序中的第1层金属来制作扩音器的网孔。Akustica的首席执行官与创建者Ken Gabriel 在SEM%&&&&&%ON West的一次技能论坛上议论新产品时说:“咱们所做的是想出怎么选用规范的CMOS(即由一切的代工厂供给的传统的CMOS),以及经过一系列自主开发的后CMOS蚀刻过程将这种CMOS转变成CMOS MEMS芯片。”

  另一个最近的比如是Luxtera公司,这家公司首要出产宽带光器材。这些设备虽然选用倒装芯片激光器来产生光,可是器材的剩下部分是选用包含锗基集成光电探测器在内的规范的CMOS工艺技能制成的。这并不是一个新的观念。在2004年前期,Intel公司就宣告现已选用硅制作工艺研发出了一种全新的能够将数据编码参加光束的“类晶体管”的器材1。其时,Intel公司硅光子研讨部主任Mario Paniccia提出

  ,他们的方针是“将光子学硅化,即运用规范的CMOS进行当今光子学的研讨。”

  可是,Luxtera公司的营销副总裁声称他们现已远远超越Intel公司所获得的成果,他说:“英特尔依然需求选用多种工艺流程,并且用引线将其键合在一起,以到达咱们在CMOS流程中已获得的调制器的功用。并且咱们的调制器在体积上也大约只要他们的百分之一。咱们信任,咱们的技能现已远远领先于其它任何公司。”现在,Luxtera具有用于二端10Gb/sec收发机的“东西箱”,公司声称,其在硅中的运用已被证明成功。“咱们已构建了超越150千米的波导,并且制作了三亿光纤到芯片的耦合器和完成了二百万光纤到芯片的对准。”

  

  

  也有好几家公司正在出产传统的用作守时振荡器的石英晶体的代替物,这些公司包含:Mobius,Microsystems,SiTime和Discera。运用一般CMOS流程构建的其它类型的MEMS器材包含埋置式非挥发性储存器,能源管理计划,乃至还包含晶体管2。

  Akuatica公司的Gabriel谈到,他们公司的办法是:“咱们选用规范的、传统的CMOS,并且在毫不改动CMOS制作工艺的前提下运用根本工序。咱们运用CMOS工艺流程中的CMOS金属和绝缘物质制成了微电子机械结构。”Gabriel指出,这种办法与如今大多数MEMS器材(如模仿器材公司的加快计芯片和德州仪器公司出产的微型镜)的制作办法是不同的。“具有代表性的是,在每一个MEMS产品背面,都具有它自己的专门的、定制的制作工序。只要在ADI公司才干制作出ADI的加快计。这并不像在制作那种MEMS结构时有一个可供参考的规范的技能节点那样。咱们制作自己产品办法的共同之处(实际上它一直是咱们的价值观的重要一部分)不仅仅在于咱们研发的产品(即扩音器芯片),并且也在于怎么使咱们的产品对顾客有吸引力。”

  规范的CMOS工艺包含把金属和绝缘层堆叠在衬底上面。考虑咱们芯片的办法实质上看起来就像是在考虑任何其它坐落晶圆外围的半导体微电子芯片相同。可是,因为每个芯片中心部位并不是%&&&&&%结构,咱们一切的芯片是相互不同的,它们被规划成机械结构,例如在扩音器中,这种结构能够构成跟着气压改变而振荡的膜片。试想一下把外边际的许多地方连接到芯片的衬底上的圆形蹦床就知道了。这种蹦床的结构的确是一种由CMOS工艺的第1层金属制成的纤细的网孔。经过一系列的这些后CMOS过程,咱们能够把网孔下方和上方的物质蚀刻掉。因为这种网孔是由第1层金属制成的,咱们能够让CMOS代工厂把咱们的MEMS结构制作出来,然后把它埋置在随后制作的上面层中。依照这种办法,咱们能够选用规范的根底CMOS。当咱们要把它取出时,首要是把它挖出来,然后丢掉。”

  Gabriel总结提到:“咱们得益于整个半导体工业制作根底—包含从规划东西到CMOS代工厂的切开、封装和拼装。”

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