MEMS传感器在智能家居中的8大应用挑战
导语：MENS技术是传感器的核心技术之一，也是其未来发展的关键。但能够生产和设计MEMS传感器的厂家数量极少，为什么MEMS生产这么难？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，但同时也面临巨大压力。您可能会花费很长时间在净化室中，甚至看不到阳光，因为导师要求您快速完成样板试制。当开发一种新的MEMS传感器制造工艺时，最初几片晶圆通常不会量产出可工作的器件。根据工艺复杂性和创新性，这需要数周、数月或数年的时间才能得到合格芯片。
您可能会问自己这样一个问题：怎样才能提高MEMS传感器工艺研发效率呢? 我建议花时间仔细检查所有工艺步骤。这听起来简单，但往往被忽视。在某些情况下，即使结构全部错误，也继续处理晶圆。而且，您可能认为已经制造出能工作的器件，但经过切割、胶合、键合后，发现没有一个芯片能正常工作。
在一台光学显微镜下，可以轻松观察许多制造步骤，只需几分钟就可以帮助确定MEMS传感器制造问题。不过，最难的是显微镜无法解决的问题。以下列出了除了光学显微镜之外的八大问题，以及针对每个问题提供了特定的检查方法。
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，而这些材料层厚度对于性能影响很重要，但是不能通过光学显微镜看到。
常见检查方法/设备：
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆，通过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
边墙形貌不佳
微结构边墙对性能有重大影响。通过光学显micrope看结构所看到的边墙不是很好。这类似刻蚀不足和沟槽，是看不见但这几何形变会明显改变弹簧和柔性板机械性能。
常见检查方法/设备：
切割晶圆，通过扫描电子显micrope观察（破坏性的测试）
基于探针的微机械测试
粘附力问题
内层与内层之间粘附力的强度可能非常小，而且由于分辨率局限性，不易被肉眼或普通放大的图片看见。如果检测到分层迹象，但未能观测到细小粘结层，则说明存在粘附力不足的问题。
常见检查方法/设备：
声学顯micrope
基于探针的微机械测试（破坏性的测试）
内应力和应力梯度
内部应力是薄膜使用中的常见问题。在生产过程中产生的一定应力导致了低良品率以及淀积膜分层开裂等状况。
常见检查方法/設備：
光學晶圓曲面測量
结合顯micrope或白光干涉測厚儀測試晶圓結構
探针台电性测试
裂纹
裂纹虽然多数可以在顯micrope下找到，却有时候因为分辨率限制而无法识别最细“发际线”裂缝的情况发生。
常見檢查方式:
探针台電性測試
聲學顯micrope
基於探針的小型機械測試
失败释放工艺
释放过程是在形成可动部分时进行，它包括对连接部位到基底上材料进行不完全刻蚀以实现自由运动。当释放失败时，要找出大部分释放成功但锚点没有释放的地方。
常見檢查方式:
單一芯片層進行單獨檢查(非毁損式)
探針機械表征
粘滞作用
悬臂梁及其他柔软物体因其特殊形式容易因为接触底座造成永久失效。如果距离过短，使得它们几乎不可用视觉判断是否有接触现象。
常見檢查方式:
- 尋找異常電容變化來識別故障部位
不精确材料特性
新型聚合物材质已展现出巨大的潜势。在应用於傳感應技術時，其杨氏模量、線膨胃現象等影響強烈地受到製程參數影響。不精確或者是不理想之材質特質將會降低裝置效能甚至導致失敗。
常見檢查方式:
使用標準實驗室測試儀具進行物理與工程學類型分析來評估新材質性能對傳感應系統功能影響程度。
