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改变未来世界的器件—不可不知的MEMS
发布日期:2019-12-03 16:58浏览:47

MEMS技术是一个虽有历史但充满年轻活力的技术,诞生于半个世纪以前,兴起于二十年前。小小的MEMS有着大大的玄机,与大家耳熟能详的半导体技术息息相关,但其制造、设计、材料等工艺又独树一帜,迥异于传统的半导体工艺。

一、什么是MEMS

MEMS的概念于20世纪50年代被提出,它是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统,是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成,属于微电子技术与机械工程结合的一种工业技术。在日本MEMS被称为微机械(Micro-machines),欧洲更多地将其定义为微系统(Micro-systems)。此外,操作范围在纳米级的MEMS系统被称为纳机电系统(Nano- Electro- Mechanical System, 简称NEMS)。

二、典型的MEMS系统

典型的MEMS系统如下图所示,由传感器、信息处理单元、执行器以及通讯/接口单元等组成。MEMS输入端获取力、声、光等物理信号,通过传感器转换为电信号,经A/D转换为能够被电子系统识别、处理的电信号,由执行器实现对外部介质的操作。

图1典型的MEMS系统结构

三.MEMS技术的重点发展方向

MEMS技术自20世纪80年代末开始受到世界各国的广泛重视,从初始研究的重点方向看,其主要技术途径有三种:

● 以美国为代表的、以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术;

● 以德国为代表发展起来的LIGA技术;

● 以日本为代表发展的精密加工技术。

四.MEMS制造的关键技术

典型的MEMS加工技术主要划分为:硅基MEMS加工技术和非硅基MEMS加工技术。

(1)硅基材料MEMS加工技术

目前主要的体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺等。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构。

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