Objectif
The goal of this proposal is to develop an integrated gyroscope by post-processing thick poly-SiGe surface micro-machined structures on top of CMOS circuitry. This integrated gyroscope is expected to have a higher performance compared to the state-of-the-art two-chip solutions due to a drastic reduction in parasitic capacitance. This project should also open up opportunities for using poly-SiGe for other integrated micro-electromechanical systems (MEMS). The reliability and the mechanical properties of the developed poly-SiGe layers are thus thoroughly characterised. The project starts with a technology selection, a definition of the specifications and a study of the interactions between the integrated circuit and the MEMS. The technology and the design development for the electronic and the MEMS part are then done separately. At the project end this knowledge is brought together for processing, packaging and testing of the demonstrator.
Objectives:
Two important goals for future micro-electromechanical systems (MEMS) are an increased performance and a further miniaturisation. These goals can be achieved by monolithic integration of MEMS with the driving, controlling and signal processing electronics on the same CMOS substrate as this leads to reduced parasitics and smaller packages. The purpose of this project is to develop a CMOS-integrated gyroscope by post-processing thick poly-SiGe surface micromachined structures on top of CMOS circuitry. The expected advantage is an increase in sensor performance in comparison to state-of-the-art two chip gyroscope solutions. In addition, an increase in sensor reliability can be expected for the omission of connecting wires between separate chips. On the other hand, this project should also open up the possibilities for using poly-SiGe for other integrated MEMS. The reliability and the mechanical properties of the developed poly-SiGe layers are therefore thoroughly characterized.
Work description:
This project starts with a technology selection and a definition of the specifications (WP1). At the same time the interactions between the IC and MEMS are studied in WP2. This includes an evaluation of the thermal limitations of the available CMOS process(es) of the foundry partner Philips to determine the process window for the development of the thick poly-SiGe (WP3). The technology and design development for the ASIC part and the MEMS part is then done separately. For the MEMS technology development this includes the development of the sacrificial layer and etching process at IMEC and Philips (WP5) and the development of the poly-SiGe layers at IMEC and ASM (WP 3). The latter development is aided by the characterisation of the mechanical and thermal properties and the reliability of the developed layers in WP4. The optimal poly-SiGe process is developed in two steps. First all different available technologies are screened in WP 3 and 4 and after milestone M2, one or two processes are chosen for further fine tuning. These layers together with the optimal sacrificial layer and etching process are then combined in the MEMS module (WP 6) where a test MEMS structure is processed on top of dummy CMOS wafers. Also for the ASIC development first different circuit topologies and techniques will be evaluated by IMSE-CNM-CSIC in order to optimise the performance of the charge amplifiers in the CMOS technology to be used (WP 7). In this WP Philips processes ASICSs without MEMS on top. The optimal circuit topology is then used for the electronics design of the demonstrator by IMSE-CNM-CSIC. The MEMS design for the demonstrator is done by Bosch and Philips in WP 9. In WP 10 all partners join the gained knowledge on MEMS technology, ASIC circuit topologies and MEMS and ASIC design together for the processing of the demonstrator, a poly-SiGe gyroscope post-processed on top of the ASIC. Two demonstrator runs, a run and a back-up run, will be fully processed, packaged and tested.
Milestones:
The final result is a packaged demonstrator made and tested against the specifications. Some in between milestones are:
M3: Maximum CMOS post-processing thermal budget determined and specifications fixed;
M13: IC-MEMS interactions clarified and new ASIC concept tested;
M15: Optimized poly-SiGe layer(s), etchstop layer(s), sacrificial layer(s) and sacrificial etching process(es) available;
M21: MEMS module ready and IC design finished;
M33: First demonstrator run finished, packaged and tested.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
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- ingénierie et technologie génie électrique, génie électronique, génie de l’information ingénierie électronique traitement des signaux
- sciences naturelles mathématiques mathématiques pures topologie
- ingénierie et technologie génie électrique, génie électronique, génie de l’information ingénierie électronique capteurs
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Données non disponibles
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Coordinateur
3001 LEUVEN
Belgique
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.