SOI基混合集成传感微系统与单芯片制备技术

"混合集成传感微系统及其单芯片集成制备方法与流程" 本文介绍的是一种混合集成传感微系统，该系统结合了微机电系统（MEMS）和集成电路（IC）的技术，旨在实现更高水平的功能集成、性能优化以及降低功耗。在当前的技术背景下，MEMS传感器已经广泛应用在各个领域，包括国防、航空航天、汽车、医疗和环境监测等。通过微纳加工技术和集成电路技术的发展，将多种功能的传感器、信号调理电路和微处理器集成在一个单片系统上，可以构建出具备多功能、高精度、高灵敏度、高稳定性和低功耗特性的集成传感微系统。 混合集成传感微系统特别关注的是解决现有技术中的挑战，例如体硅CMOS工艺中存在的寄生效应、电容损耗、闩锁效应、高温漏电流和短沟效应。这些因素限制了集成微系统性能的提升。文中提到，目前SOI（Silicon-on-Insulator）基的MEMS器件与IC的单片集成方法主要依赖于器件层的厚度，对于厚器件层的SOI材料，CMOS电路和MEMS器件直接在器件层上制备，而对于薄器件层的SOI材料，则需要去除电路区的器件层和埋氧层，使CMOS电路在硅衬底上制作。这两种方法本质上仍然是基于体硅CMOS的集成技术，未能充分利用SOI材料的优势。 SOI材料因其优良的电学和机械性能，如耐高温、抗辐射，被认为是制造高性能MEMS传感器的理想选择。特别是其高压阻效应可用于制造压阻式微传感器。然而，现有的集成方法并未充分发挥其潜力，因此文章提出了新的单芯片集成制备方法与流程，以克服现有技术的局限，提高集成微系统的性能，满足国防和民用领域对高性能传感微系统的需求。 这个创新方法可能会涉及优化的工艺步骤，比如改进的SOI层处理、新的器件结构设计以及更有效的隔离技术，以减少寄生效应并提高系统的整体性能。此外，该方法可能还涉及对微传感器和信号处理电路的协同设计，以实现更高效的能效和更高的数据处理能力。这种方法不仅有助于提升单个传感器的性能，还有望推动传感器网络化、智能化和微型化的进程，以适应信息化时代的快速发展需求。