MEMS传感器在物品中的应用揭秘8大工艺难点
导语：MENS技术是传感器的关键技术之一，也是它们未来最重要的核心技术。但能够有能力生产、设计MEMS传感器的厂家寥寥无几，为什么MEMS生产这么难？如果您致力于学术研究，那么MEMS传感器研发领域会相当地令人兴奋，但与此同时也面临着很大压力。您将会在净化室带上很长的时间，可能在一段时间内看不见阳光，导师为了撰写发表学术性文章会不停地督促您完成样板试制。当研发一种新的MEMS传感器制造工艺时，最初的几片晶圆通常不会量产可工作的器件。根据工艺的复杂性和创新性，将需要几个星期、几个月甚至几年的时间去得到为数不多的好芯片。
您可能会问自己这样一个问题：怎样才能使MEMS传感器工艺研发进度更加高效呢?个人建议，花点时间和精力去仔细检查所有工艺步骤。听起来似乎很简单，但往往检查部分是被忽略的。在某些情况下，即使在所有结构都是错误的情况下人们还在继续处理晶圆。同样，您可能认为已经制造出能工作的器件，但是经过切片、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，许多制造步骤都可以简单地被观察，通常只需要几分钟来帮助确定MEMS传感器制造问题。然而，最难的是显微镜也不能帮助确定的问题。以下所列举的是光学显微镜镜头之外的一些常见问题，以及针对每个问题给出的针对性的检查方法：
不精确的地形层厚
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洞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，并通过扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)
基于探针的手动测试
边墙形貌(sidelobe profile)不好
微结构边缘对性能影响巨大。在显示屏上看到这些边缘并不是那么容易。如果这些边缘不足或者沟槽，这些几何变化将明显改变弹簧和柔性板的心理性能。
常见检查方法/设备:
切割晶圆，并通过扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)
基于探针的手动测试
粘附力强烈
MEMS传感器内部层与层之间粘附力的弱点是不好的信号，在光学显示屏上看不到分层迹象，因为这意味着小型连接部位无法检测到。这是一个非常隐蔽的问题，它阻止了正确操作。
内应力梯度
在制作过程中产生的大量应力导致了不同程度上的分裂开裂以及减少良率。此类内应力的存在降低了膜厚度及其他薄膜特性的效果，使其失去了功能。
裂纹出现
大多数裂纹都可以用普通照相机拍摄出来，但是细小且几乎不可闻察者“线条”式裂缝就隐藏得更深远而难以辨识。
失败释放
粘滞作用
不准确材料特征
最后，不要忘记，我们必须不断学习新材料及其特性，以便提高我们的产品质量。如果我们想改善现有的标准，我们必须首先了解那些限制我们当前解决方案潜力的因素，然后开始寻找解决办法。一旦我们掌握了如何克服这些挑战，我们就能真正实现产品开发中的突破口，从而推动行业向前发展。而要想成为领先者，就必须学会从失败中吸取教训，不断尝试各种不同的策略直至找到最有效的一种方式。这就是为什么开发高品质、高性能且成本效益好的MEMS产品如此困难——因为它涉及到许多不同的科学和工程原则，每一步都要求极高精确度和专业知识。此外，还有一点非常重要，即保持持续更新知识库以适应快速变化的事实世界。在这个不断发展变迁的事业中，只有那些不断学习并适应新事物的人才能够成功地创造出具有竞争力的产品，而这是任何希望获得市场份额的人士所必需做到的目标之一。
