物品中的MEMS传感器8大工艺难题揭秘不同类型传感器的制造挑战
导语：MENS技术是传感器的核心关键技术之一，也是其未来发展最重要的方向之一。然而，能够设计和生产MEMS传感器的厂家数量极少，这种难题为什么会存在？如果您致力于学术研究，那么在MEMS传感器研发领域将是一段充满挑战和机遇的旅程。但这条道路并不平坦，您可能会花费数周、数月乃至数年的时间才能得到几片可用的晶圆。
您可能会问自己：怎样才能提高MEMS传感器工艺研发效率呢？我建议仔细检查每一个工艺步骤。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。同样，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，却发现没有一个芯片能正常工作。
在光学显微镜下，许多制造步骤都可以简单地被观察，但通常需要几分钟来帮助确定MEMS传感器制造问题。然而，最难的问题是不在镜头之内。以下列举的是光学显微镜以外的八大问题，以及针对每个问题给出的检查方法。
不精确的MEMS传感器结构层厚
许多工艺方法依赖沉积材料构建机械结构或电子元件，而光学显微镜看不到材料层厚度，对性能影响很大。
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，但通过光学显微镜看到边墙不是很好。
常见检查方法/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
内部粘结层非常小，虽然有分层迹象但无法直接观察。
常见检查方法/设备：
声学显微镜
基于探针的 微机械测试（破坏性的）
内应力和应力梯度
内部应力导致了淀积膜分层和开裂。
常见检查方法/设备：
光学晶圆曲面测量
结合显示或白光干涉测厚仪检测晶圆结构，
基于探针进行 微机械 测试
裂纹问题
裂纹通常可以在显示下看到，但是由于分辨率局限，不可见细小裂缝。
常见检验法与装备:
探针台电性试验
声音顯示鏡
基於探針進行機械測試
失败释放工艺
释放失败时，要找到释放成功但锚点未释放的大部分区域。
常見檢驗法與裝備:
单芯片器件層或結構試驗(損壞性測試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)
基於探針進行機械測試
粘滞作用
悬臂梁等機械結構因與基板粘連而失效，如果距離太小則無法觀察到曲率變化。
要選擇良好的芯片，在封裝測試時才會發現問題。
檢驗方式:
探針台電性測試(如電容傳感器)
機械掃描儀表
不精確材料特性
新型薄膜材料展現巨大的潛力但其特性對應不同工藝參數敏感，不精確特性將降低性能甚至導致失效。
综上所述，每一步都是寻找解决方案的一环，只有不断努力，我们才能克服这些困难，并推动MEMS传感器技术向前发展，为物品带来更加智能化、高效率、多功能化的人机交互体验。如果你想了解更多关于如何提高 MEMS 工业生产质量，请继续关注我们的文章系列！
