MEMS传感器的8大工艺挑战揭秘物品中的工作原理与应用难点
导语：MENS技术是传感器领域的关键技术之一，也是其未来发展的核心。然而，能够生产和设计MEMS传感器的企业数量极少，为什么MEMS生产这么难？对于致力于学术研究的人来说，MEMS传感器研发不仅令人兴奋，而且面临着巨大的压力。在净化室中长时间工作，可能连阳光都看不到，而导师则期望你在短时间内完成样板试制。当开发新的MEMS传感器制造工艺时，最开始的几片晶圆通常不会产生可用的设备。这需要几个星期、几个月甚至几年的时间才能得到少量合格芯片。
你可能会问自己，这样如何提高MEMS传感器工艺研发效率？个人建议仔细检查所有工艺步骤。虽然听起来简单，但往往被忽视。在某些情况下，即使结构完全错误，也会继续处理晶圆。而且，你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，却发现没有一个芯片正常工作。
在一台光学显微镜下，可以快速观察许多制造步骤，只需几分钟来帮助确定问题。但最难的问题超出了显微镜的范围。以下列举了除了显微镜之外的八大问题，以及针对每个问题提供了具体检查方法。
MEMS传感器结构层厚度不精确
许多工艺方法依赖沉积材料构建机械结构或电子元件，而这些材料层厚度对性能影响很大。
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
微结构边墙对性能影响很大，但在光学显微镜下看不到。
检查方法/设备:
切割晶圆，通过扫描电子显微镜观察(破坏性测试)
基于探针的微机械测试
粘附力问题
MEMS传感器内部层之间粘附力可能非常小，在光学显微镜也许可以看到分层迹象，但这只是表象，不易发现真正的小粘结层。
检查方法/设备:
声学显微镜
基于探针的micro-mechanical testing (破坏性的)
内应力和应力梯度
内部应力的存在导致薄膜常见的问题，在生产过程中产生应力会降低良率和性能，并导致淀积膜分层开裂。
检查方法/设备:
光学晶圆曲面测量
结合显示屏或白光干涉测厚仪测试晶圆结构
测试基于探针或声波检测
裂纹
大部分裂纹都可以在普通照相机下看到，但是细小“发际线”裂缝由于分辨率限制而不可见。
常见检查方式：
探针台电性测试
声音视觉系统（声波图像）
微尺寸物理实验室
失败释放工艺
所谓释放，是为了形成可动性的机械部分，当释放失败时找到主要区域释放成功但锚点未释放好的区域十分重要。
粘滞作用
如悬臂梁、薄膜等机械组成因为它们与基底粘连而失去弹性。如果距离太近，用透明玻璃无法观察到这个现象。挑选好芯片只有在封装环节进行选择操作。
8 不精确材料特性
新型聚合物材料已展现出巨大的潜能。但是这种薄膜比原体更容易展示不同特性，如杨氏模量、线性度和磁滞现象等，这些属性严重依赖于加工参数。不理想或者不准确的地质特征将降低产品质量甚至造成失效。
