MEMS传感器8大工艺难题物品传感器故障如何影响开车安全
导语：MENS技术是传感器的核心关键技术之一，也是其未来发展最重要的领域。但能够生产、设计MEMS传感器的厂家数量稀少，为什么MEMS制造这么困难？如果您致力于学术研究，那么在MEMS传感器研发领域将会非常激动人心，但同时也面临着巨大的挑战。您可能会花费很长时间在净化室中，甚至连阳光都看不见。在这个过程中，您需要不断地进行试验和改进，以确保每一次晶圆切片都是成功的。
当开发一种新的MEMS传感器制造工艺时，通常需要几个星期、几个月乃至几年的时间来筛选出一小批合格的芯片。因此，您可能会问自己，这样做能否提高效率? 我建议仔细检查所有工艺步骤，看看是否有任何环节可以优化或改进。
在一些情况下，即使结构完全错误，也有人继续处理晶圆。同样，有时候人们认为已经制作出了可工作的设备，但是经过切割、粘合和键合后，却发现没有一个芯片能正常工作。在这种情况下，只有通过详细分析才能找到问题所在。
以下列出了除了光学显微镜之外的一些常见问题，以及解决这些问题的一些方法：
MEMS传感器结构层厚度不准确
许多工艺方法（如物理气相沉积法、化学气相沉积法或电镀法）都会依赖沉积材料来构建机械结构或电子元件，而我们无法通过光学显微镜看到这些材料层厚度对于性能影响极为重要。
常用的检查方法/设备：
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆，并使用扫描电子显微镜观察（破坏性的测试）
基于探针的微机械测试
边墙形貌(sidewall profile)不佳
微结构边缘对性能有很大影响，但光学显微镜只能看到概括信息，无法显示具体细节，如刻蚀不足和沟槽等缺陷，这些缺陷往往只有通过更高级别的手段才能够检测到。
常用的检查方法/设备：
切割晶圆，并使用扫描电子显微镜观察（破坏性的测试）
基于探针的微机械测试
粘附力问题
内层与外层之间的粘附力可能非常小，即使分层迹象也许可以用光学显微镜看到，但实际上这只是表面的现象，而真正的问题则隐藏得更深远，更难以被直觉捕捉到。
常用的检查方法/设备：
声学显微镜
基于探针的 微机械测试（破坏性的）
内应力和应力梯度
内部应力的存在是一个常见的问题，在生产过程中产生的大量应力会导致良率降低及性能衰退。此类问题虽然经常由薄膜造成，但却难以直接从外部观察到，因为它们体现在了内部组织上的变异性变化上。
常用的检查方法/设备：
光学晶圆曲面测量
结合显microscope 或白光干涉测厚仪检测晶圆结构。
基于探针的一个台式电性测试系统用于检测单个点上的功能性。
裂纹出现
裂纹本身是可以用简单眼望到的，但是由于分辨率限制，一些“发际线”裂缝就被忽略掉了。这意味着即便是最精密的地理图纸也不一定能揭示出所有裂纹的情况；而且那些因为过小而不能被发现的小裂纹其实对整个系统安全来说是一个潜在威胁。
6 失败释放工艺
所谓释放就是形成可移动部分，比如悬臂梁或者薄膜，然后再次刻蚀连接它到基底，从而实现动作。而当释放失败时，最关键的是要找出哪部分释放成功了但锚点没那么容易断开的地方去寻求解决方案。不过，由于此类失效主要表现为不可视，因此需要特殊手段去诊断这一类型的问题
7 粘滞作用
像悬臂梁这样的结构，如果悬挂梁太近基板，它们就很容易粘连起来，这种现象对于整体功能是不利。然而，对于这样隐蔽且局限空间中的故障，只有等到了封装环节才能逐一筛查出来，不然的话，就只能期待运气好一点儿罢了
8 不精确材料特性
新型材料正变得越来越多地应用在MEMS制品中，其中包括聚合物材质，其杨氏模量、线性度以及磁滞现象等机械性能因素严重依赖于工艺参数。如果这些参数设置得不好，则一切努力都将付诸流水，而且损害也是不可预知且深远 的，所以正确选择并控制相关参数至关重要
总结来说，尽管复杂但提升MEMS生产效率并不意味着必须改变基本原则，只是在执行阶段加强质量保证措施，加强检验程序，让每一步操作都得到充分验证，同时鼓励创新思维让我们的产品更加完善。此路漫漫其修兮，无端头绪终成风！
