绝缘体可作传感器，新创公司发布最新嵌入式感测技术

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擅长传感器与混合讯号CMOS技术的新创爱尔兰无晶圆厂IC设计公司ChipSensors，宣布研发出一种新技术，并表示这种技术能让IC的表面感测温度、湿度、病原体(pathogens)与某些特定气体。

基于传统复杂的CMOS IC，这种嵌入式感测技术可用来创建微型的传统工业、科学、医疗用传感器，并由IC来执行微控制器功能，由无线发生器将所收集到的片外数据传送出去。

这一技术的核心是标准亚微米CMOS制程中所常见的低k电介质。这种材料是多孔性的，能通过选择性地接受或阻绝被感测的媒介渗透来改变其电介常数，从而构成电容性传感器的基础。

通常IC的表面不容易起化学变化，因此也不会被周围环境所影响。而低k的孔隙也很类似，在进行表面处理时是闭锁的。但ChipSensors公司表示，如果将IC上经过处理的特定区域暴露在周围环境中，就可通过片上电路来检测并测量所产生的电气特性。

而针对IC的长期可靠性可能会被湿气所影响的普遍观点，ChipSensors公司首席执行官Tim Cummins则认为，如今的低k电介质不会有膨胀的倾向。他说：“我们可以选择性地开放芯片的某部份表面。通常我们只使用多层次导线最上面的蚀刻终止层，以避免埋藏层受到影响。”而由水气或是气体所导致的电介质常数变化可通过该公司所开发的18位sigma-delta ADC来测量。

Cummins自信地表示，该技术将能适用于多个供货商的CVD与旋转电介质。他说：“我们已与联电(UMC)合作，通过欧洲的Europractice晶圆计划制作出未经任何特殊处理的0.18微米CMOS原型。”

此外ChipSensors还吸引到了一家提供0.13微米设备的美国公司。Cummins没有透露这个合作伙伴的详情，只表示这是一家“微控制器供货商”。

尽管这种技术似乎能轻松实现单芯片无线传感器的开发，但ChipSensors公司当前展示的原型包含了一个基于芯片的传感器，以及一个连至笔记本电脑的片外无线链路通信，该笔记本电脑可以显示实时测量数据。

ChipSensors还在开发该技术的一个超低功率无线版本，用于集成到无源和有源ID标签。目前该新创公司还没有产品投入市场，预计将会在明年第一季度开始提供不带无线电或微控制器的贴片传感器。