Al-Geを慣性MEMS封止の量産標準にした特性は3つあります。そして3つ目こそ、レイヤーが当社に来る理由です。
アルミニウムはすべてのCMOSラインの標準配線金属であり、ゲルマニウムには金のような汚染の懸念がありません。だからAl-Ge封止は、Au系共晶が門前払いされるファブレビューを通過します。この一点が、読み出し回路の直上で封止されるMEMS、すなわち量産ジャイロスコープ・加速度センサーの内部にAl-Geを送り込みました。
接合されたAl-Ge共晶は金属で導電性のため、キャビティを気密に閉じるレイヤーが、同時にキャップとデバイスウェーハ間の電気配線とグラウンドを担えます。1回の成膜、1回の接合で2つの機能。そして424°Cの接合は、その後のはんだ・モールド・リフローのすべてを平然と耐えます。
ゲルマニウムをエッチングでパターニングするには、直下のアルミを傷めずにGeだけを食べる化学が必要です。歩留まりに直結する不快な選択性問題です。リフトオフはこれを完全に回避します：Geはレジスト開口部だけに着膜し、下のAlはエッチング液に一度も触れず、フレームエッジは±0.5µmでレジスト定義。Ge-over-Alリフトオフが一般的なルートである理由であり、当社のネイティブ規律です。
接合には、一方の面のアルミニウムがもう一方の面のゲルマニウムと出会うこと、または片側にカップル全体を事前構築することが必要です。お客様のインテグレーションが求める分割を、キャップウェーハ・デバイスウェーハ・その両方に成膜します。下記の膜厚は開始点であり、Al:Ge比・密着層・フレーム形状はボンダー・荷重・キャビティ要件に合わせて調整します。
一般的な構成：パターンまたは全面のAlの上に、リフトオフでGeフレーム。アルミにエッチングは一切触れません。相手ウェーハは裸のAlまたは裸のSiで構いません。
ゲルマニウムを先に置くインテグレーション、またはキャップウェーハがAl側を担う場合の、Ge上へのAlパターニング。同じリフトオフ規律を反転して適用します。
Al側を一方のウェーハに、Ge側をもう一方に。フレームは接合時に出会うよう位置合わせ。両ウェーハを同一フローで処理し、カップルを整合した状態でお届けします。
電気パッド・フィードスルーランディング・グラウンドパスを、シールフレームと同じAl-Geレイヤーでパターニング。1回のリソグラフィで2つの機能。
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 共晶温度 | 424°C（Al-Ge共晶） |
| ウェーハサイズ | 4インチ（100mm）· 6インチ（150mm）· 8インチ（200mm）· 12インチ（300mm） |
| 基板 | Si・MEMSデバイスウェーハ・CMOSキャップウェーハ（その他はリクエストで） |
| 膜厚 | Al 0.3〜1µm · Ge 0.2〜0.6µm 標準 - 接合レシピごとに調整 |
| 構成 | Ge-on-Al · Al-on-Ge · ウェーハペアへの分割 |
| パターニング | リフトオフ ±0.5µm - 全面成膜にも対応 |
| フレーム幅 | ~20µmから |
| 追加機能 | シールレイヤー内のインターコネクト・パッド・グラウンドパス |
| 計測 | ロットごとに文書化 - SEMはリクエストで |
| 接合 | お客様のラインで - トライアルは当社ウェーハボンディングサービスで |
| 最低ロット | 1ペアから - 同一レシピで試作から量産まで |
旗艦アプリケーション：民生・車載量産スケールでの慣性MEMS気密キャビティ封止。CMOS読み出し回路の上で金フリー、共振構造が要求する真空度を製品寿命にわたって保持します。
MEMS発振器・タイミングリファレンス向けの真空封止キャビティ。キャビティ圧力がQ値を決め、シールは導電性・安定性・パッケージングを通じたリフロー耐性を求められます。
絶対圧センサーのリファレンスキャビティ封止と、環境センシング素子の保護環境。電気フィードスルーランディングを同じレイヤーに。
熱画像アレイの真空パッケージング。キャビティ真空が感度予算そのものであり、金フリーのウェーハレベルシールがプロセスをCMOS互換に保ちます。
納品物としてのキャップウェーハ：キャビティエッチング済み・Al-Geフレーム済み・お客様のデバイスウェーハに接合するだけの状態で。キャビティ側は当社DRIEとリソグラフィのフローを使用します。
接合開発のための整合済み単一ペア：厚さ比スプリット、フレーム形状バリエーション、そして当社ウェーハボンディングサービスでの接合トライアルで、レシピへ収束させます。
Ge-over-Al選択性はこのメタラジーの既知の痛点であり、リフトオフは既知の答えです。それは当社バンプファミリー全体が走る規律そのものです。
キャップ側とデバイス側を一緒に成膜・パターニング・文書化。カップルは設計どおりの状態で接合に臨みます。
DRIEキャビティ・リソグラフィ・成膜・リフトオフが、専任プロジェクトマネージャーのもとで1つのフローとして進行。キャップウェーハはリレー競走ではなく、完成品として届きます。
Al:Ge厚さ比・フレーム幅・荷重予算を、論文のコピーではなくお客様の接合レシピに合わせて設定し、文書化します。
金フリーCMOS案件にはAl-Ge、金が許される場合はAuSnとSLIDフレーム。すべて同じフローでパターニングされるため、ファブルールにメタラジーを合わせられます。その逆ではなく。
単一ペアでシールを試作し、接合・リークテストしてから、同じレシピでスケール。再認定は不要です。
構成・フレーム形状・膜厚目標・対象ウェーハ・数量をお知らせください。エンジニアが24時間以内にご返信いたします。