2017年第36卷第3期》综述与评论。
传感器与微系统（Transducer andMicrosystemTechnologies）
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DOI:10.13873/J.10009787(2017)03000105
MEMS惯性器件的主要失效模式和失效机理研究
陈俊光"2，谷专元3，何春华，黄钦文’，来萍，恩云飞
（1.工业和信息化部电子第五研究所，电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室，
广东广州510610；2.广东工业大学自动化学院，广东广州510006；
3.华南理工大学电子与信息学院，广东广州510640）
摘要：针对微机电系统（MEMS）器件的可靠性问题，通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方法，针对微机电系统（MEMS）器件的可靠性问题，对冲击、振动、湿度、温变、辐照和静电放电（ESD）等不同环境应力条件下的MEMS惯性器件典型失效模式及失效机理进行了深入分析和总结，研究结果有利于指导未来MEMS惯性器件的失效分析和可靠性设计。
关键词：微机电系统（MEMS）惯性器件；可靠性；失效模式；失效机理
中图分类号：TP212
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2017)03-0001-05
Study of main failure modes and failure mechanisms of
MEMS inertial devices
CHEN Jun-guang'.2, GU Zhuan-yuan',a, HE Chun-hua', HUANG Qin-wen', LAI Ping', EN Yun-fei(1.Science and Technology on Reliability Physics and Application of Electronic Component Laboratory， The Fifth Electronic Research Institute of the Ministry of Industry and Information Technology, Guangzhou 510610,China; 2.Faculty of Automation, Guangdong University of Technology，
Guangzhou 510006,China; 3. School of Electrical and Information, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
Abstract: Reliability of MEMS inertial devices seriously affects the defense security and restricts the application Aiming at typical application environments, such as shock, vibration,humidity,temperature, radiation and electrostatic discharge(ESD) ,typical failure modes and mechanisms of MEMS inertial devices are detailed analyzed and summed up and research results will benefit failure analysis and reliability design of MEMS inertial devices Key words : MEMS inertial device ; reliability; failure mode; failure mechanism
0引言
微电子机械系统（micro-electro-mechanicalsystems， MEMS)是集成的微型系统，它结合了电子、机械或其他（磁、液体和热等）元件，通常采用传统的半导体批量工艺技术来制造[]。MEMS惯性器件是指敏感结构采用微加工手段加工的微机械陀螺和微加速度计，其中陀螺用于测量运动体的角速度，加速度计用于测量运动体的加速度，它们可单独使用，也可组合使用。
MEMS惯性器件具有体积小、重量轻、功耗低、可大批量生产、成本低、抗过载能力强等一系列优点，因此被广泛应用于生物与医药行业、汽车工业、机器人、消费类电子、航空航天、导弹制导等领域中。MEMS惯性器件不可避免地应用在各种恶劣的工作环境中，由此引发的可靠性问题非
收稿日期：2016-04-14
常突出，近年来受到广高度重视
在制造、安装、运输或使用过程中，MEMS惯性器件会遭到剧烈冲击或振动应力的影响。而在航天航空等领域， MEMS惯性器件通常工作在高低温剧烈变化的环境中，如卫星运行时会周期性进入向阳面和背阳面，造成惯性器件的工作环境温度发生周期性的极端变化"}，同时在太空中工作也会受到各种射线辐射的影响。大气下工作的MEMS 惯性器件还可能受到空气中水蒸气或其他腐蚀气体的影响。这些恶劣环境应力导致MEMS惯性器件的一些特性发生变化，所引发的典型失效模式包括断裂、分层、粘附、疲劳、腐蚀、微粒污染等[3]。
本文通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方