曾在三星電子任職的BillChoi創(chuàng)立的風險企業(yè)nanoLambda開發(fā)出了一款超小型分光傳感器。雖然尺寸只有5mm見方，但支持380～1050nm的波長范圍（圖1）。具備同樣功能的現(xiàn)有分光傳感器不但尺寸大，價格也高達數(shù)十萬日元至數(shù)百萬日元。而這款傳感器如果能確保一定的量產(chǎn)規(guī)模，價格有望降至10美元左右。

nanoLambda將這款5mm見方的分光傳感器命名為“apollo”，已經(jīng)開始提供開發(fā)套件“ApplicationDevelopmentKit”（ADK）。預計將于2015年底開始量產(chǎn)試制，2016年春季開始供貨。

與以往的分光傳感器相比，apollo的體積縮小至1/10以下，成本有望降至1/100以下。其最大特點是，在體積不到5mm見方的光檢測半導體芯片表面，制作了1000多種濾波器。這些濾波器根據(jù)波長對光進行分類，然后輸送至光電二極管。

通過表面等離子體共振進行分光

微型濾波器是利用表面等離子體共振現(xiàn)象實現(xiàn)的。表面等離子體共振是指金屬中的電子與電磁波（光）共振的現(xiàn)象。為了只在特定波長下共振，設置了納米級微孔。通過在形狀和配置上下工夫，能甄選380～1050nm的光。如果改變?yōu)V波器的孔的形狀和配置，還能支持紫外線和紅外線檢測。

利用表面等離子體共振現(xiàn)象的濾波器的制作中運用了“納米壓印”技術(shù)。納米壓印是指，將刻有微細圖案的模板像圖章一樣按到基板等上面，從而轉(zhuǎn)印圖案。

受nanoLambda的委托生產(chǎn)apollo配備的濾波器的，是位于川崎的日本風險企業(yè)SCIVAX。該公司社長田中覺自信地說，“利用納米壓印技術(shù)，確立了能（在半導體芯片表面）精密制作微小濾波器的技術(shù)”。該公司技術(shù)營業(yè)部高級經(jīng)理北原淑行稱，“能高效率制作圖案各不相同的1000多種濾波器是納米壓印特有的優(yōu)勢。利用半導體工藝的話，圖案太多，無法進行優(yōu)化”。

SCIVAX為了量產(chǎn)apollo的濾波器，將導入新的制造工藝，即利用納米壓印技術(shù)在晶圓上制作掩模的“NOC（NanoimprintOnCircuitwafer）”技術(shù)。SCIVAX收到的是已經(jīng)形成了晶體管和布線等，并在其上蒸鍍了金屬膜的晶圓。SCIVAX利用NOC工藝，在金屬膜上形成濾波器。

NOC的具體工藝流程如下（圖2）。首先在晶圓上的金屬膜表面涂布感光材料（光刻膠），然后在其上按壓刻有濾波器圖案的模板。該模板是透明的，向其照射紫外（UV）光，使已經(jīng)印上模板圖案的光刻膠硬化。剝離模板就可以看到印有圖案的光刻膠了。將其作為掩模使用，進行蝕刻處理，便完成了金屬膜上的濾波器。

納米壓印通常是在平滑的表面進行的。SCIVAX的田中介紹說，“在形成了電路的凸凹不平的晶圓表面進行納米壓印，這通常是不可能實現(xiàn)的”。

為了在晶圓整體統(tǒng)一進行納米壓印，還提高了對位精度。NOC實現(xiàn)了±1～3μm的對位精度。田中自信地說，“其他競爭公司連低于10μm都達不到。在整體納米壓印中，這是絕對領(lǐng)先的對位精度”。

SCIVAX從2015年底開始制造apollo用濾波器。負責量產(chǎn)的是2015年春投產(chǎn)的富山縣量產(chǎn)受托工廠。此次是SCIVAX首次承接利用納米壓印技術(shù)的量產(chǎn)業(yè)務。

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