我们的奈米传感器
是如何制成的

迄今为止，MEMS传感器都是使用昂贵的专属工艺在CMOS晶片上构建其MEMS结构。每一个MEMS传感器的设计都需要一个独特的过程来完成，这需要5-7年的时间才能完成，而且除再复制生产线外，没有经济规模或快速扩大生产的能力。此外，每个MEMS传感器需要一个与之配套的控制芯片，从而形成的多芯片封装通常为4mm³。

Nanusens在CMOS层内创建纳米级传感器结构，采用标准的CMOS工艺，其生产流程与芯片上制作控制电路相同。这种创新的方法降低了尺寸和成本，因为它受益于大规模使用CMOS晶圆厂的经济效益。因此，单芯片解决方案的封装仅为1 mm³。

我们使用0.18微米的CMOS技术，因为它是大多数晶圆厂使用的成熟技术，这给了我们使用任何晶圆厂的自由度。这一点很重要，因为这意味着我们可以在需要时迅速将生产扩大到其所需的量级。我们还可以受益于将其转移至更小的CMOS节点，所带来的成本降低

使用HF蒸汽 (vHF) 通过钝化层中的焊盘开口蚀刻金属层间介电质 (IMD)，以获得奈米传感器的传感结构。然后将孔洞密封，根据需要对芯片进行封装。由于该传感器仅采用了标准的CMOS工艺，并且能够直接和所需要的有源电路集成，因此，这款传感器能够获得和CMOS器件一样高的良率。这表示，此种生产方式并不受限于特定晶圆厂。

我们的传感器是如何运作的

如图所示，这张扫描电子显微镜照片展示Nanusens运动传感器的结构，它可以检测一个平面上下的运动。

此设计由四根矩形支柱通过四个弹簧支撑的中央负载质块组成。当重物移动时，左右两侧交错的“手指”相对移动。这种运动是通过”手指”之间的电容变化来检测的。

奈米传感器及其控制电路同在一个芯片上

从芯片布局中可以看到，X和Y方向运动的两个奈米级运动传感器结构只占整体的10%左右，每个结构为100×150微米。其余的是控制电路，整体大小约1.5×1.5mm。

这种单芯片解决方案的包装非常简单，体积很小，仅为1mm³，外形可以低至0.4 mm³，大大低于4mm³的MEMS传感器封装。

多个传感器同在一个芯片上

我们很快就能在同一个芯片上制造出多个奈米传感器的组合式解决方案。这很容易做到，因为我们所有的传感器都使用相同的标准CMOS技术来制作。

真正令人兴奋的是，新增的传感器将与这些传感器的尺寸大致相同，因此当我们添加更多的传感器时，整体芯片大小只会有微量的增加。这是由于控制电路是可以共享的，所以随着传感器数量的增加，整体芯片大小的增量是有限的。现在，设计人员可以添加传感器以提高性能和设备感知功能，而无需牺牲宝贵的空间。

此外，一个具有多传感器的单芯片比一组单独的MEMS传感器可节省更多PCB空间。

坚固可靠

重要的是，对于一个可能会掉落的设备中的传感器，我们的NEMS设计比MEMS设计更坚固可靠。这是因为掉落时，MEMS的大负荷质量块撞击到MEMS的另一部分，并由于范德华或卡西米尔力而卡住，导致MEMS的可靠性产生问题。相反地，一个小而轻型NEMS负荷质量块较小，所受力的影响较小。因此，NEMS会更加坚固可靠。

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