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。因为根据工艺的复杂性和性,您将需要几个星期、几个月甚至几年的时间去得到为数不多的好芯片。
炜盛科技,气体传感器,MEMS传感器
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。因为根据工艺的复杂性和性,您将需要几个星期、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,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八大问题,针对每个问题,给出针对性的检查方法。
1. 不精·确的MEMS传感器结构层厚
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材料层的厚度对于性能影响相当重要。
常见的检查方法/设备:
轮廓仪
椭圆仪
切割晶圆,通过扫描电子显微镜观察(破坏性的测试)
基于探针的微机械测试
2. 边墙形貌(sidewall profile)不佳
微结构的边墙对器件性能有很大程度上的影响。通过光学显微镜看结构,所看到的边墙不是很好。特别是,刻蚀不足和沟槽通常是看不见的。然而,这些几何形变会明显改变弹簧和柔性板的机械性能。
常见的检查方法/设备:
切割晶圆,通过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
3. 粘附力问题
MEMS传感器结构内层与层之间的粘附力可能很微小,光学显微镜也许会看到分层迹象,但微小的粘结层是观察不到的。
常见的检查方法/设备:
声学显微镜
基于探针的微机械测试(破坏性的测试)
4. 内应力和应力梯度
内部应力是使用薄膜常见的问题。在生产过程中产生的应力会导致器件良率和性能降低,以及淀积膜的分层和开裂。
常见的检查方法/设备:
光学晶圆曲面测量
结合显微镜或白光干涉测厚仪测试晶圆结构
基于探针的微机械测试晶圆结构
5. 裂纹
大多数裂纹都可以在光学显微镜下看到,但是,在某些情况下,由于分辨率的局限性,细的“发际线”裂缝是不可见的。
常见的检查方法/设备:
探针台电性测试
声学显微镜
基于探针的微机械测试
6. 失败的释放工艺
-->