选用硅材料作为mems制造的主要材料
有那些优势?
MEMS综述
MEMS综述
一、EMES基本概念
微机电系统一词源于美国，日本称为微机械，欧洲称为微系统是指利用微电子精细加工手段制造微米量级内的设计和制造技术。它是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。 二、发展历史
MEMS这一名词是由美国国家科学基金会于1989年正式提出的，从技术上看，它的产生和发展经历了以下3个主要时期:
1、发展初期
20世纪50年代，MEMS随着集成电路制造技术的发展而出现。20世纪60年代的主要研究内容是硅微型传感器和各向异性蚀刻技术。但是，这个时期的器件由于不够完善而没有商品化。
2、快速发展期
20世纪70年代，汽车用传感器和医用压力传感器开始成为MEMS的研究重点，并促进了相应微加工技术的完善。20世纪80年代，世界各国相继开始MEMS领域的研究，制造技术不断完善，
应用领域快速拓展。80年代后期，包括微加工、结构设计、微动力学、材料学、控制理论、测量等多个领域在内的MEMS研究全面展开。 3、高速发展期
20世纪90年代MEMS在国防生物医学、汽车、通信、航空航天等领域的应用全面开始，并有大量MEMS产品推向市场。21世纪，MEMS逐步从实验室走向实用化。MEMS的研究领域将进一步扩展，逐渐形成纳米器件、生物医学、光学、能源、海量存储、信息等新的应用方向，并从单一的MEMS器件和功能向着系统功能集成的方向发展。
三、研究内容
1、理论研究
主要研究微尺寸效应、微磨擦、微结构的机械效应。微机械、微传感器、微执行器等的设计原理和控制方法。
主要研究微材料性能、微加工工艺技术、微器件的集成和装配以及微丈量技术等。
世界上制作MEMS器件的工艺技术主要有三种：第一种是以美国为代表的利用化学离蚀或IC工艺，对硅材料进行加工，形成硅基MEMS器件。目前，国内主要利用这种方法制备MEMS器件，该方法与IC工艺兼容，可实现微机械和微电子的系统集成，适合批量生产，成为制备MEMS器件的主要技术；第二种是以德国为
代表的LIGA技术，它利用X射线光刻技术，通过电铸成型和铸塑工艺形成深层微结构方法，制作MEMS器件。然而，这种方法需要一套独特的工艺装备，价格昂贵，但可制作深刻蚀器件；第三种方法以日本为代表，利用传统的机械加工手段，即利用“大机器”制造“小器件”，再用“小器件”制造“(转载于:wWW.xIElw.COM 写论文网：选用硅材料作为mems制造的主要材料有那些优势?)微器件”。
3、应用研究
主要是研究MEMS器件，如微传感器、微电机、微型阀、微加速度计、微惯性器件等的应用方法，特别
是研究其应用领域的拓展和应用中出现的题目，可靠性和稳定性题目是应用过程中主要研究的内容之一。
五、研究方向
1、系统单片集成化
将敏感元件和专用集成电路，集成在同一芯片上，以进步MEMS 器件的灵敏度和可靠性。
2、制备工艺多样化
研究MEMS器件的各种制备工艺，如：体硅加工工艺、表面牺牲层工艺、溶硅工艺、LIGA工艺（光刻、电铸和铸塑）、声激光刻蚀、非平面电子束光刻、镀膜（溅射）工艺、硅-硅键合工艺、电火花加工、微量切割、MEMS各种型式的封装工艺等，这些新工艺可谓是层出不穷。
3、研究方向广泛化
对MEMS的研究，不仅涉及基础理论、制备工艺、应用技术，还涉及到MEMS技术与其他如通讯技术、计算机技术的结合题目，更涉及到一些新兴学科和一些前沿技术的综合分析与应用。从几次大型的国际会议和国内专业会议来看，其研究方向大约有十余方面，如微传感器：力、热、磁、光、声、化学、生
物器件等；微执行器：微型泵、微阀、微轴承、微电机、微探针；微惯性器件：微加速度计、微陀螺等。而MEMS在军工方面的应用更是为军界所倚重。
4、进步器件实用化
MEMS器件实用化有二个概念。一是器件有良好的性能和价格比，工艺稳定、成熟，能进行批量生产，MEMS器件与IC器件不同，MEMS器件一般都有活动部件，必须要考虑到生产过程中的成品率题目，因此器件的结构形式和封装水平对器件的实用影响很大，应引起高度关注。另一方面要必须考虑MEMS器件在应用时的可靠性题目，特别是在器件的设计、制造以及到具体应用的各个环节都需考虑。另外，还包括MEMS器件的测试标准和测试方法的研究。
六、应用
由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、性能优、功能强大、可批量生产等传统传感器无法比拟的优点，因此在航空、航天、汽车、生物医学、环境监测、军
事等几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
1、汽车发动机控制模块是最早使用MEMS技术的汽车装备，在汽车领域应用最多的微加速度计和微压力传感器。此外，角速度计也是应用于汽车行业的重要MEMS传感器，它可用于车轮的侧滑控制。
2、MEMS技术制造的微型飞行器、战场侦察传感器、智能军用机器人和其他MEMS器件，在军事上的无人技术领域发挥着重要作用。
3、MEMS在导航、飞行器设计和微型卫星等方面有着重要的用途，如基于航天领域里的小卫星、微卫星、纳米卫星和皮米卫星的概念，提出了全硅卫星的设计方案，整个卫星的重量缩小到可以千克计算，进而大幅度降低成本，使较密集的分布式卫星系统成为现实。
4、从早期以喷墨式打印机喷头和汽车电子为最大应用市场，到任天堂Wii推出
后，MEMS的应用正式跨入消费性电子领域。苹果iPhone采用MEMS麦克风、加速传感器等MEMS组件，更让市场看到了MEMS 无限宽广的应用前景。
5、利用MEMS技术制造的微型仪器在环境检测、分析和处理方面大有作为，它们主要是由化学传感器、生物传感器和数据处理系统组成的微型测量和分析设备，其优势在于体积小、价格低、功耗小和便于携带。
6、MEMS技术的发展对信息技术产生了深远的影响，如今，
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