《FirstSensor工业级STARe压力传感器芯片产品分析》

原创 MEMS 2024-06-22 00:03

Product Analysis of First Sensor’s Industrial Line STARe Pressure Sensor Die

First Sensor成立于1982年,总部位于德国柏林,是全球领先的传感器技术供应商之一,致力于为工业、医疗及交通领域研发和生产定制化传感器解决方案。2020年,TE Connectivity(泰科电子)完成对First Sensor的公开收购,目前持有First Sensor的股份为71.87%。First Sensor拥有全方位的传感器开发经验、最先进的封装技术,以及可批量生产的洁净室。First Sensor能够根据具体行业的质量标准和认证要求(例如适用于医疗器械的EN ISO 13485标准和适用于汽车行业的ISO/TS 16949标准),完成开发、验证、资质认证及可靠性认证。

据麦姆斯咨询介绍,First Sensor压力传感器芯片采用“先进电阻传感器技术(STARe)”,拥有很高的精确度和稳定性。First Sensor压力传感器芯片可以应用于高精度测量(高稳定性系列)和腐蚀性介质和液体(恶劣环境系列)的产品生产线,实现绝压、表压和差压的测量。除了压力传感器,First Sensor产品还包括液位传感器、流量传感器、惯性传感器、光学传感器与辐射传感器等。


First Sensor压力传感器芯片产品系列

First Sensor工业级STARe压力传感器芯片是一种硅基压阻式压力测量产品,集成温度测量与补偿功能,量程范围为10 kPa(100 mbar)至60 MPa(600 bar),工作温度范围为-40至150℃。本报告针对该压力传感器芯片进行物理分析,包括芯片剖析、材料分析和桥阻分析等,并依此推测出MEMS芯片制造工艺,绘制了光刻版图以供大家参考。最后,我们还检索并分析了产品的专利情况。具体内容如下:


本报告分析的First Sensor压力传感器芯片

1. 首先对压力传感器芯片整体进行拍照及分析,该MEMS芯片为“硅-玻璃”两层结构,上层(硅层)主要是MEMS结构部分,下层(玻璃层)是支撑及形成绝压腔体部分。然后重点对MEMS结构部分进行物理分析,包括表面和剖面膜层结构与材料分析、电学分析、掺杂分析,以及惠斯通电桥分析等。该芯片集成的惠斯通电桥由四边对称排布的压阻条组成,通过重掺离子形成内部电路,通过硅通孔和填充金属Al连接外部电路,采用半开式电桥配置。最后还对芯片上的温度传感单元进行分析。


First Sensor工业级STARe压力传感器芯片表面分析


First Sensor工业级STARe压力传感器芯片剖面分析

2. 根据物理分析内容,对MEMS芯片制造工艺(包括晶圆级键合工艺)进行分析与推测,其离子注入分为重掺和轻掺两次,硅槽采用各向异性湿法腐蚀,“硅-玻璃”两层结构的键合方式为晶圆级阳极键合。


First Sensor工业级STARe压力传感器芯片制造工艺示例

3. 根据物理分析内容和推测的制造工艺,对MEMS芯片的光刻版图进行绘制,共有八张光刻版图,涉及正面七次光刻(分别用于形成切割道、压阻、重掺杂、绝缘层、电磁屏蔽层、硅通孔和填充金属)和背面一次光刻(用于形成背腔)。


First Sensor工业级STARe压力传感器芯片版图

4. 针对上述压力传感器芯片产品拆解与分析内容进行相关专利检索与分析,并提供从专利到产品的映射关系,有助于其他厂商理解技术要点及专利保护范围,并进行侵权关联性分析,从而可以有效避免侵权纠纷的发生。

报告目录:

1. 报告综述
- 报告摘要
- 分析流程及方法

2. 公司介绍
- First Sensor介绍
- 分析产品介绍
- 同类公司介绍
- 同类产品介绍

3. 物理分析
- 物理分析概述
- 物理分析方法
- 芯片工作原理
- 表面分析
  * 芯片整体视图
  * 表面形貌分析
  * 表面成分分析
  * 芯片去层
  * 芯片染结
  * 硅槽结构
- 剖面分析
  * 芯片大剖面视图
  * 压力感测悬膜结构和成分
  * 绝缘层结构和成分
  * 金属互连结构和成分
  * 电磁屏蔽层结构和成分
  * 晶圆级键合
- 电学分析及掺杂分析
  * 桥阻IV曲线
  * DSIMS分析:压阻、重掺区
  * DSIMS分析:电磁屏蔽区
  * 温度传感单元:PN结型
  * 惠斯通电桥分析

4. 制造工艺
- MEMS芯片结构示意图
- MEMS芯片制造工艺流程

5. 版图
- 版图概述
- 分版说明

6. 专利到产品的映射分析
- 分析流程及方法
- 公司专利概况
- 专利到产品的映射

附件. First Sensor工业级STARe压力传感器版图文件.tdb

若需要购买《First Sensor工业级STARe压力传感器芯片产品分析》报告,请联系麦姆斯咨询王懿,邮箱:wangyi#memsconsulting.com(#换成@);电话:17898818163。

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