MEMS传感器在物品中的应用领域广泛但其8大工艺问题难以克服影响了产品的性能和市场推广
导语：MENS技术是传感器的关键技术之一，也是其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。
你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，以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
微结构边界对性能有重大影响。如果通过光学显微镜看结构，不佳，这种情况常发生刻蚀不足和沟槽，它们通常是不透明且不可视。此类变形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，以扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)
基于探针进行小尺寸检测
粘附力问题
MEMS内部层之间粘附力的缺失导致轻触即分离，如果只有少量接触点，则即使以肉眼可见方式分开也是无法预测的小孔径；这些薄膜间隙变化严重降低了操作灵活性并增加了成本。
内应力与应力梯度
内部应力的存在引起使用薄膜常见的问题，在生产过程中产生应力的结果是淀积膜分层而开裂，并降低良率及性能。
裂纹
大多数裂纹虽然可以看到，但细小裂缝由于分辨率限制无法识别出。
失败释放
释放失败导致连接到基底的大部分机械组成成功释放而锚点未释放，为解决这一故障必须找到大部分有效但未完全释放区域的地方。
粘滞作用
例如悬臂梁等机械组成因为强烈粘连至底座造成永久损坏，如极小距离下的机制清晰可视但实际操作中不可用，因此只能选择封装环节挑选好芯片。
不准确材料特征
新型材料应用显示巨大潜能，但聚合物及其杨氏模量线性度磁滞现象等因材质参数严格依赖于加工条件。不准确或非理想特征则降低甚至失效产品质量。
通过以上八项分析，我们希望能够提供一些关于提高MEMS产品质量控制方面的一些建议，使得我们能够更快地迈向高效、高质量生产。这对于推动相关行业发展具有重要意义，并且对于提升用户体验至关重要。而这正是在不断努力寻找解决方案中，我们共同创造美好的未来所需采取的一系列措施之一。在这个过程中，每一步都充满挑战，同时也孕育着前瞻科技创新之路！
