49 TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y DE SUPERFICIES ELECTRÓNICA Sin embargo, como la temperatura ambiente cerca del circuito integrado con sus transistores CMOS sensibles a la temperatura no puede superar los 450 °C, los sensores MEMS de silicio cristalino se fabrican primero por separado debido a las altas temperaturas de fabricación convencionales. A continuación, se ponen en contacto con el circuito mediante conexiones de alambre y soldadura o procesos de unión de obleas. “Pero la tecnología de interconexión convencional requiere un espacio relativamente grande e impide una mayor miniaturización de los MEMS”, explica Florian Fuchs, investigador asociado del grupo de Procesamiento de Películas Delgadas del Fraunhofer ILT. Por esta razón, los MEMS fabricados con silicio cristalino no pueden construirse directamente sobre el ASIC. Las incompatibilidades de temperatura en el proceso de fabricación dificultan una mayor miniaturización de los sensores y la mejora de sus prestaciones. CRISTALIZACIÓN SUAVE DE CAPAS SENSIBLES DE SILICIO En lugar de emplear técnicas de unión convencionales, Fraunhofer ILT confía en un proceso basado en láser que permite construir sensores MEMS de silicio cristalino directamente (monolíticamente) sobre los circuitos sensibles a la temperatura. El proyecto se centra en la deposición de capas de Si por parte de Fraunhofer IST e ISIT, la cristalización selectiva por láser por parte de Fraunhofer ILT, y el diseño y procesamiento microelectrónico de las capas en sensores por parte de Fraunhofer ISIT. Los investigadores aprovechan el hecho de que las capas de silicio amorfo ya pueden producirse en la oblea que contiene el circuito a temperaturas inferiores a 450 °C y con altas velocidades de deposición. El láser no sólo cristaliza esta capa de silicio, sino que también activa los dopantes que contiene, garantizando así una conductividad eléctrica adecuada. Posteriormente, las unidades sensoras se siguen procesando mediante procesos clásicos de fabricación microelectrónica. Vista detallada de las matrices de silicio cristalizadas selectivamente por láser por Fraunhofer ILT. Foto: Fraunhofer ILT, Aquisgrán, Alemania. PROYECTO MUSIC En el proyecto interno de investigación preliminar orientada al mercado, financiado por la Fraunhofer-Gesellschaft, participaron estos institutos • Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT, Aquisgrán • Instituto Fraunhofer de Tecnología del Silicio ISIT, Itzehoe (gestión del proyecto) • Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Finas IST, Braunschweig Investigadores del Instituto ILT de Aquisgrán han desarrollado un proceso de deposición y cristalización láser compatible con CMOS
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