MEMS传感器在物品中的应用难点探究8大工艺挑战与解决方案
导语：MENS技术是传感器领域的关键技术之一，也是其未来发展最重要的核心技术。然而，能够设计和生产MEMS传感器的厂家数量极少，这为我们引发了一个深刻的问题：为什么MEMS传感器的生产这么困难？
如果您致力于学术研究，那么MEMS传感器研发领域无疑会给您带来巨大的挑战与机遇。面对这些挑战，您将在净化室中度过长时间，可能连阳光都看不见，而您的导师则会不懈地督促您完成样本试制。当研发一种新的MEMS传感器制造工艺时，初期几片晶圆往往无法量产出可工作的器件。根据工艺的复杂性和创新性，这个过程可能需要数周、数月甚至数年的时间才能得到少量合格芯片。
您可能会问自己这样一个问题：怎样才能提高MEMS传感器工艺研发的效率呢？我认为，一定要花费时间和精力去仔细检查所有工艺步骤。这听起来似乎很简单，但有时候检查环节就是被忽略了。在某些情况下，即使结构完全错误，人们依然继续处理晶圆。而且，有时候即使制作出了能工作的设备，但经过切割、粘合、焊接后，却发现没有一块芯片能正常工作。
在一台高质量显微镜下，我们可以轻易地观察许多制造步骤，只需几分钟就能帮助确定MEMS传感器制造问题。但最棘手的是那些显微镜也不能看到的问题。在这里，我将列举光学显微镜之外的一些常见问题，并针对每个问题提出相应的检查方法：
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，而光学显微镜看不到的小孔径对于性能影响相当重要。
常见检查方法/设备：
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆，用扫描电子显微镜观察（破坏性的测试）
基于探针的手动测试
边缘形貌不好
微结构边缘对性能影响巨大。通过光学显微镜只能看到部分轮廓，但是这并不是真实的情况。如果边界不足或者沟槽那么小，它们通常都是不可见的。然而，这些变化会明显改变弹簧和柔性板等机械性能。
粘附力太强或太弱
MEMS内部层间粘附力非常关键，如果这个参数没有调整好，就算是用高级显示屏也看不到分层迹象。
内部应力过大
在薄膜加工过程中产生的大量内部应力会导致性能降低甚至开裂。这是一个常见但又容易忽视的问题，因为它并不总是在第一眼就暴露出来。
裂纹出现
大多数裂纹都可以在光学显微镜下看到，但是，由于分辨率限制，有一些“线条”裂缝是不清楚或者看不到它们的地方。
释放失败
这里说的释放指的是为了形成可动部分而进行的一系列操作。当释放失败时，最重要的事情就是找到哪些地方成功了而哪些地方没成功。
粘滞作用
如果悬臂梁、小梁、大梁等机械组成部分因为未充分释放而与基板粘连，那么这样的状态是不允许接受任何产品检验标准，因为那意味着这些品质已经失去了功能价值。
材料特性误差
新型材料虽然有潜力，但由于其特性的不可预测性，它们对于应用场景中的表现是不可靠定的。此外，对于新材料来说，其杨氏模量、高温稳定性等物理属性也是决定性的因素之一。如果使用聚合物的话，如杨氏模量、线性系数、磁化现象等都严重依赖于具体工艺条件，不准确或者理想化就会导致整个系统失灵，从根本上说，就是因为缺乏必要信息来正确判断结果所造成的一个典型例子。
因此，在进行MEMS技术研究时，要特别注意以上八种可能性，并采取适当措施以避免上述问题，以提高产品质量并缩短开发周期，同时保持成本控制，使得我们的研究成果能够更快地转化为实际应用，为社会带来更多便利。
