隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)快速拓展在消費(fèi)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)的MEMS元件測量方法有助提高MEMS元件測試效率，減少成本和測試時間，并促進(jìn)不同製造商之間的產(chǎn)品互通性。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)稍早前推出新的測量工具，能協(xié)助MEMS元件設(shè)計師、製造商測量MEMS元件的關(guān)鍵8維參數(shù)和材料特性。

附圖 : 新的NIST測試晶片能促進(jìn)不同製造商之間的產(chǎn)品互通性。(圖片來源：NIST)

MEMS最初的主要應(yīng)用是汽車安全氣囊的加速度計，而今它已擴(kuò)展到廣大的消電子市場，特別是高階智慧手機(jī)，平均每一部智慧手機(jī)使用10顆MEMS元件，包括麥克風(fēng)、加速度感測器和陀螺儀等。另外，MEMS元件也已經(jīng)在平板電腦、游戲機(jī)、晶片實(shí)驗(yàn)室診斷系統(tǒng)、顯示器和植入式醫(yī)療設(shè)備中扮演重要角色。據(jù)市調(diào)公司Yole預(yù)估，全球MEMS產(chǎn)業(yè)營將從2011年的100億美元成長到2017年的210億美元。

NIST開發(fā)的成果是全新的測試晶片(參考設(shè)備8096和8097)，8096測試晶片採用IC製程生產(chǎn)，而8097測試晶片利用MEMS製程生產(chǎn)。據(jù)表示，新的NIST參考設(shè)備是一種微機(jī)械結(jié)構(gòu)，未來還將整合微型懸臂、樑、梯型構(gòu)件、微米級尺度以及可用于測量表層厚度的測試結(jié)構(gòu)。具體而言，NIST的測試晶片可用于檢測元件是否符合國際標(biāo)準(zhǔn)的測量彈性(即楊氏模量)、殘余應(yīng)變(應(yīng)力)、應(yīng)變(和應(yīng)力)梯度，以及厚度、階梯高度和長度。

NIST表示所有參數(shù)和材料特性的測量均符合國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(SEMI)和美國測試與材料協(xié)會(ASTM)的國際標(biāo)準(zhǔn)測試方法。新的測試晶片可對來自不同實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)由不同設(shè)備製作的MEMS元件進(jìn)行準(zhǔn)確的比對，讓實(shí)驗(yàn)室或企業(yè)更容易對製程和校準(zhǔn)儀器進(jìn)行特徵化和故障排除。