最近幾年，使用了MEMS技術的半導體產品的需求及用途大幅增加。MEMS硅電路板上由電路和機械可活動結構的三維構成。使用此結構可實現將壓力、溫度、加速度這些物理量轉換成電氣信號的傳感器，還可實現提供電氣信號使可動結構體像機械一樣運動的所謂執(zhí)行器功能。

　　MEMS產品早在1980年就已經存在了，與使用了CMOS工藝的一般半導體相比，因為晶圓制成非常復雜，包裝也很耗功夫，使得工程標準化和低成本變得十分困難，所以只應用于限定用途。但是，最近確定了批量生產小型、高性能的MEMS產品的技術，除了汽車發(fā)動機控制、醫(yī)療器械、噴墨打印機這些常用用途，數碼相機和智能手機這寫 隨身攜帶的電子產品里也使用了很多的MEMS產品。MEMS產品今后將持續(xù)每年10-15%的增長率，并可預測在2017年的時候將從現在的9200億日元增長到17000億日元。（Yole Development公司預測）

　　所有東西的運動都是X、Y、Z軸平行的運動和圍繞軸的旋轉運動，共表現為6個運動組合。根據平行運動（平移加速度）傳感的加速度傳感器、旋轉運動（角速度）傳感的陀螺儀產品系列，應用于依賴高精度運動傳感和高可靠性的特征的汽車、輪船的姿態(tài)控制、產業(yè)用裝置的傾斜測定、醫(yī)療用途等等。

　　本文將介紹生產具有高精度、高可靠性的傳感器的獨特技術的3D-MEMS和同時兼具高精度和高可靠性的加速度傳感器以及陀螺儀的特征。

　　3D-MEMS技術

　　使用了3D-MEMS技術的元件示例說明（圖1）。MEMS元件是由可移動部構成的硅晶片和夾在部上下用于結合、密封的CAP晶圓構成�？梢苿硬康募忓N和梳型電極框架用彈簧支撐、紡錘和梳型電極的運動通過CAP晶圓間或者梳型電極之間的電容值的變化來進行檢測。村田制作所將凝聚了實現了高精準度檢測的3D-NEMS技術的平臺擴大到所有產品中，使得有可能為具有穩(wěn)定性和高信賴性的傳感器提供一個合理的價格。下面介紹3D-MEMS技術的強大特征。

　　高度絕緣、低寄生電容的獨特VIA結構

 　　從MEMS結構部分的引出電極最早作為VIA結構進行量產。硅形成的引出電極的間為玻璃絕緣的獨特VIA結構，同時實現了電極間的高絕緣電阻和低寄生容量、為傳感器的高精度化、高穩(wěn)定性、低消耗電流的實現做出了巨大的貢獻。此外，在任何場所都可能實現電極導出的VIA的結構，為允許元件的設計自由度和元件的小型化做出了貢獻。

　　高精度的空間控制技術創(chuàng)造出高感度和小型化

　　3D-MEMS結構的另一個重點是，可移動部兩者間形成2.5µm的狹小空間、使高精度的容量測量成為可能。通過高精度的拋光蝕刻技術，實現了達到極限的增高的晶圓的平坦性和后述的高精度的晶圓結合技術。這個技術可高精度檢測出移動部的上下方向移動，為元件的高性能化和小型化做出貢獻。

　　實現高可靠性的原子級密封

　　可移動部和CAP晶圓通過玻璃和硅的陽極結合或者硅和氧化硅的直接結合在晶圓級結合。無論哪種接合，都是為了加強固定原子之間的接合，為紡錘運動空間的空氣密封以及高可靠性做出了貢獻。另外，一般的晶圓接合中，以元件為單位的接合不良情況時有發(fā)生，村田運用多種方式對所有產品進行嚴格檢查，只有合格的產品才可出貨。
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1：3D-MEMS技術特征

　　高精度、高可靠性是MEMS結構設計中一貫徹底堅持的。

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