為什么這么難？MEMS傳感器的8大工藝問題

2022年06月24日 18:40$artinfo.Reprint點(diǎn)擊量：302

　　MENS技術(shù)是傳感器關(guān)鍵技術(shù)之一，也是傳感器未來(lái)最重要的核心技術(shù)。但能夠有能力生產(chǎn)、設(shè)計(jì)MEMS傳感器的廠家寥寥無(wú)幾，為什么MEMS生產(chǎn)這么難?本文從工藝上給出了部分答案。

　　如果您致力于學(xué)術(shù)研究，那么MEMS傳感器研發(fā)領(lǐng)域會(huì)相當(dāng)?shù)亓钊伺d奮，但與此同時(shí)也面臨著很大壓力。您將會(huì)在凈化室?guī)虾荛L(zhǎng)的時(shí)間，可能在一段時(shí)間內(nèi)看不見陽(yáng)光，導(dǎo)師為了撰寫發(fā)表學(xué)術(shù)性文章會(huì)不停地督促您完成樣板試制。當(dāng)研發(fā)一種新的MEMS傳感器制造工藝時(shí)，最初的幾片晶圓通常不會(huì)量產(chǎn)可工作的器件。根據(jù)工藝的復(fù)雜性和創(chuàng)新性，將需要幾個(gè)星期、幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間去得到為數(shù)不多的好芯片。

　　您可能會(huì)問自己這樣一個(gè)問題：怎樣才能使MEMS傳感器工藝研發(fā)進(jìn)度更加高效呢?個(gè)人建議，花點(diǎn)時(shí)間和精力去仔細(xì)檢查所有工藝步驟。聽起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，但往往檢查部分是被忽略的。在某些情況下，即使在所有結(jié)構(gòu)都是錯(cuò)誤的情況下人們還在繼續(xù)處理晶圓。同樣，您可能認(rèn)為已經(jīng)制造出能工作的器件，但是經(jīng)過(guò)切片、膠合、鍵合后，發(fā)現(xiàn)沒有一個(gè)芯片能正常工作。

　　在一臺(tái)光學(xué)顯微鏡下，許多制造步驟都可以簡(jiǎn)單地被觀察，通常只需要幾分鐘來(lái)幫助確定MEMS傳感器制造問題。然而，最難的是顯微鏡也不能幫助確定的問題。以下所列舉的是光學(xué)顯微鏡鏡頭之外的八大問題，針對(duì)每個(gè)問題，給出針對(duì)性的檢查方法。

　　1. 不精確的MEMS傳感器結(jié)構(gòu)層厚許多工藝方法(如物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法或電鍍法)都會(huì)依賴沉積材料來(lái)構(gòu)建機(jī)械結(jié)構(gòu)或電子元件，而光學(xué)顯微鏡看不到的材料層的厚度對(duì)于性能影響相當(dāng)重要。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　- 輪廓儀

　　- 橢圓儀

　　- 切割晶圓，通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察(破壞性的測(cè)試)

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試

　　2. 邊墻形貌(sidewall profile)不佳微結(jié)構(gòu)的邊墻對(duì)器件性能有很大程度上的影響。通過(guò)光學(xué)顯微鏡看結(jié)構(gòu)，所看到的邊墻不是很好。特別是，刻蝕不足和溝槽通常是看不見的。然而，這些幾何形變會(huì)明顯改變彈簧和柔性板的機(jī)械性能。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　- 切割晶圓，通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察(破壞性的測(cè)試)

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試

　　3. 粘附力問題 MEMS傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)層與層之間的粘附力可能很微小，光學(xué)顯微鏡也許會(huì)看到分層跡象，但微小的粘結(jié)層是觀察不到的。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　- 聲學(xué)顯微鏡

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試(破壞性的測(cè)試)

　　4. 內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力梯度內(nèi)部應(yīng)力是使用薄膜常見的問題。在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致器件良率和性能降低，以及淀積膜的分層和開裂。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　-光學(xué)晶圓曲面測(cè)量

　　- 結(jié)合顯微鏡或白光干涉測(cè)厚儀測(cè)試晶圓結(jié)構(gòu)

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試晶圓結(jié)構(gòu)

　　5. 裂紋大多數(shù)裂紋都可以在光學(xué)顯微鏡下看到，但是，在某些情況下，由于分辨率的局限性，細(xì)的“發(fā)際線”裂縫是不可見的。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　- 探針臺(tái)電性測(cè)試

　　- 聲學(xué)顯微鏡

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試

　　6. 失敗的釋放工藝所謂釋放工藝，通常是為了形成MEMS器件中可動(dòng)的機(jī)械部分，通過(guò)對(duì)連接機(jī)械部分到基底的材料進(jìn)行不*刻蝕來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)釋放失敗時(shí)，重要的是找到大部分釋放結(jié)構(gòu)釋放成功而錨點(diǎn)沒有釋放好的區(qū)域

　　常見的檢查方法/設(shè)備：

　　- 單芯片器件層或結(jié)構(gòu)測(cè)試(破壞性測(cè)試)(Break-off device layer of a single chip or a test structure)

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試

　　7. 粘滯作用像懸臂梁、薄膜、梭形閥這些機(jī)械結(jié)構(gòu)可能由于結(jié)構(gòu)的釋放會(huì)和底層基板粘連，導(dǎo)致器件永久性失效。如果MEMS傳感器結(jié)構(gòu)和襯底之間的距離非常小，那么通過(guò)顯微鏡觀察曲率是不可見的。如果您想要好芯片，恐怕只有在封測(cè)環(huán)節(jié)來(lái)挑選了。

　　常見的檢查方法/設(shè)備:

　　- 探針臺(tái)電性測(cè)試(如電容傳感器)

　　- 基于探針的微機(jī)械測(cè)試

　　8. 不精確的材料特性新型材料在MEMS傳感器器件已經(jīng)顯示其巨大的潛力。但是，薄膜材料比本體材料更能展示出不同的特性。尤其使用聚合物時(shí)，如楊氏模量、線性度、磁滯現(xiàn)象等機(jī)械性能嚴(yán)重依賴于工藝參數(shù)。不精確或者是不理想的材料特性可能會(huì)降低器件性能，甚至導(dǎo)致器件失效。

上一篇：節(jié)能的機(jī)場(chǎng)智能照明管控

下一篇：鐵路沿線防泥石流解決方案-讓高鐵出行更加安全

版權(quán)與免責(zé)聲明： 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：智慧城市網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-智慧城市網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：智慧城市網(wǎng)www.aiynx.com”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非智慧城市網(wǎng)www.aiynx.com）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。

免費(fèi)注冊(cè)后，你可以
了解安防行業(yè)更多資訊查看安防行業(yè)供求信息凸顯安防行業(yè)自身價(jià)值馬上注冊(cè)會(huì)員
想快速被買家找到嗎
只需要發(fā)布一條商機(jī)，被買家找到的機(jī)會(huì)高達(dá)90%！還等什么？馬上發(fā)布信息

編輯精選

貴州貴陽(yáng)停車場(chǎng)道閘、智能道閘系統(tǒng)、自動(dòng)收

智能道閘系統(tǒng)憑借其自動(dòng)化、精準(zhǔn)化的管理優(yōu)勢(shì)，成為緩解城市停車難題的關(guān)鍵技術(shù)手
安徽亳州人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)、人行通道擺閘/

在安徽亳州，隨著智慧城市建設(shè)的推進(jìn)，人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)與人行通道閘機(jī)的應(yīng)用正逐
NTP時(shí)間服務(wù)器的應(yīng)用原理

在現(xiàn)代社會(huì)中，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的精確時(shí)間同步對(duì)于許多應(yīng)用至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)這
新能源行業(yè)家儲(chǔ)儲(chǔ)能計(jì)量設(shè)備有哪些要求

家用儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展前景向好，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷成熟，有望在全球能源
電費(fèi)糾紛說(shuō)再見！安科瑞DJSF1352-D直流電能

在新能源快速發(fā)展的今天，光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車充電樁、儲(chǔ)能系統(tǒng)等直流應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電
山西臨汾車位引導(dǎo)解決方案、停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、

打開手機(jī)導(dǎo)航應(yīng)用，附近三公里內(nèi)的空閑泊位導(dǎo)航信息清晰可見；進(jìn)入地下停車場(chǎng)，智
水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備—全面準(zhǔn)確地掌握水庫(kù)水質(zhì)

水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備是保護(hù)水資源的關(guān)鍵工具，它們能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水庫(kù)水質(zhì)狀況
河北廊坊車位引導(dǎo)解決方案、停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、

為有效緩解這一狀況，提升市民的出行便捷度，一系列先進(jìn)的車位引導(dǎo)解決方案、停車

本站精選

交通領(lǐng)域動(dòng)態(tài)速覽｜《普通干線公路資產(chǎn)數(shù)字

在2025年3月25日-3月31日這段時(shí)間里，交通領(lǐng)域發(fā)生了哪些新動(dòng)態(tài)？小編一文帶你揭
智慧城市一周熱點(diǎn)回顧｜工信部等三部門印發(fā)

2025年3月24日-3月30日，智慧城市領(lǐng)域有哪些動(dòng)態(tài)變化發(fā)生？一起來(lái)看看！
地方工信快報(bào)來(lái)了｜上海、福建、重慶......

科技進(jìn)步在重塑著我們的日常。最近，城市發(fā)展有哪些動(dòng)態(tài)呢？小編在本文中做了整理
交通領(lǐng)域動(dòng)態(tài)速覽｜山東臨淄3輛無(wú)人快遞車

小編在本文中對(duì)交通領(lǐng)域最近資訊做了整理，一起來(lái)看！
智慧城市一周熱點(diǎn)回顧｜我國(guó)首個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)注產(chǎn)

2025年3月17日-3月23日，智慧城市領(lǐng)域有哪些動(dòng)態(tài)變化發(fā)生？一起來(lái)看看！
地方工信快報(bào)來(lái)了｜四川、上海、湖北......

智慧城市提升資源利用效率，改善居民生活質(zhì)量的城市發(fā)展模式。作為與智慧城市行業(yè)
交通領(lǐng)域動(dòng)態(tài)速覽｜北京亦莊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛技

交通建設(shè)不斷為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)力，交通領(lǐng)域不斷革新，小編在本文中對(duì)交通領(lǐng)域最
一文回顧近期安防要聞（3月9日-3月17日）

隨著技術(shù)進(jìn)步，安防在城市發(fā)展中的作用將更加突出。近期有哪些大事發(fā)生？一起來(lái)看