Как мы недавно сообщали, технологии микроэлектромеханических систем (MEMS) находятся на пороге мирового признания и сулят огромную выгоду, что привело к появлению на рынке немалого количества фирм-новичков. Однако, среди тех, кто производит и разрабатывает MEMS-системы, есть и такие мэтры, как Analog Devices (ADI), создавшая свой первый датчик ускорения в 1989 году. С той поры утекло немало воды, а компания поставила сотни миллионов датчиков ускорения (акселерометров) для автомобильной промышленности, но в бытовой электронике «засветилась» лишь в этом году с порядка миллиона трехмерных акселерометров для Nintendo Wii.
В дальнейшем, ADI планирует расширить диапазон применения MEMS на такие сферы, как микрофоны/акустические датчики, медицинское оборудование/системы направленного действия медикаментов, высокочастотные резонаторы и фильтры, а также в новых поколениях высокоточных измерительных приборов.
Первый акселерометр, над которым в компании начали работать в 1987-1988 годах совместно с профессором Бостонского университета Стивеном Шерманом, и который применяется в подушках безопасности, изначально задумывался как сенсор для настраиваемой под различные дорожные условия подвески. Однако, именно применение акселерометра позволило заменить несколько сенсоров удара, расположенных по всему корпусу автомобиля, на один, намного более дешевый и достаточно надежный.
ADI была одной из первых, кто создал технологию производства механических структур MEMS на КМОП (CMOS) электронном кристалле. В этой технологии при обработке полупроводниковой подложки по BiCMOS-процессу (для создания биполярных транзисторов), требующему высоких температур, в центре кристалла остается место для поликристаллических низкотемпературных MEMS-структур.
В дальнейшем, компании удалось достаточно легко создать сенсор, измеряющий ускорение в двух ортогональных измерениях, но вот на создание трехмерного акселерометра для портативных игровых приставок, мобильных телефонов и манипуляторов, ушло почти десять лет. Главная проблема была в том, что смещение электромеханического вдоль вертикальной оси приводит к чрезвычайно малому отклику (ёмкость ёмкостного датчика ADI меняется на атто- и цептофарады, 10^-18 и 10^-21 Ф, соответственно), что потребовало создания очень чувствительной электроники без модификации планарной КМОП-структуры.
В компании ADI видят наибольшие перспективы для многомерных датчиков ускорения, применение которых в манипуляторах и приставках будет расширяться, а их цена – снижаться. Однако, есть и другие направления развития MEMS-систем, одним из которых являются микрогироскопы, которые уже готовы к коммерческому внедрению, но пока что не востребованы рынком. Также в компании созданы MEMS-ключи, работающие на частотах в десятки гигагерц, что делает их применимыми для высокочастотных узлов коммуникационных модулей и измерительного оборудования.