为什么这么难MEMS传感器尺寸大小表物品应用中的8大工艺挑战
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领域。但能够生产、设计MEMS传感器的厂家数量稀少,为什么MEMS制造这么困难?如果您致力于学术研究,那么在MEMS传感器研发领域将会非常激动人心,但同时也面临着巨大的挑战。您可能会花费很长时间在净化室中,甚至连阳光都看不见。在这个过程中,您需要不断地完善样本试制,以便为学术文章撰写提供数据。当开发一种新型MEMS传感器制造工艺时,通常需要数周、数月乃至数年的时间才能得到几片可用的芯片。
您可能会问自己,这样如何才能提高MEMS传感器研发效率呢? 我建议您花时间检查所有工艺步骤。虽然听起来简单,但往往这些细节被忽略。在某些情况下,即使结构完全错误,也继续处理晶圆。而当你以为已经制造出可以工作的设备,却发现切片后没有任何一个芯片能正常工作。
通过光学显微镜,我们可以快速观察许多制造步骤并确定问题所在,但有时即使使用显微镜也无法解决的问题仍然存在。以下列出了八大问题及其对应的检查方法:
MEMS传感器结构层厚度不准确
使用轮廓仪和椭圆仪进行测量
切割晶圆并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
边缘形貌不佳
切割晶圆并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
粘附力不足
声学显微镜检测
基于探针的微机械测试(破坏性)
内部应力和应力梯度过大
光学晶圆曲面测量
结合显示或白光干涉测厚仪来分析晶圆结构
基于探针台电性检测或声学显microscopy
裂纹隐蔽现象
探针台电性检测
声音成像法
微机检验
失败释放工艺
单一芯片层或结构检验(破坏性的)
探针台电性能检验
微机手段
粘滞作用
探针台电性能检验(如电容式)
微机手段
材料特性精确度低
聚合物材料常用,如杨氏模量、线性系数等都会受到加工参数影响,不理想或失真可能导致功能减弱甚至失效。
因此,要提高MEMS传感器生产效率,可以从精细检查每个工艺环节入手,同时利用不同类型的手段去识别潜在的问题,从而找到解决方案。