微机电系统

微机电系统(MEMS)、机械部件和电子电路相结合形成小型设备,通常在一个半导体芯片,尺寸从几十微米到几百微米的一米)。常见的应用微机电系统包括传感器、执行器、和过程控制单位。

创建MEMS的兴趣增长在1980年代,但它建立设计和花了近二十年制造业基础设施需要他们的商业发展。的第一个产品,一个大的市场是汽车气囊控制器,它结合了惯性传感器来检测和电子控制电路部署空气袋作为回应。另一个早期应用MEMS在喷墨喷咀。在1990年代末,经过几十年的研究,一种新型的电子投影仪市场雇佣数以百万计的微镜,每个都有自己的电子倾斜控制,将数字信号转换成竞争对手最好的传统电视显示的图像。新兴产品包括镜阵列的光学开关电信、半导体芯片集成机械振子为射频应用程序(如手机),和广泛的生化传感器用于制造、医药、和安全。

MEMS是捏造出来的通过使用用于处理工具和材料集成电路(IC)制造。通常,多晶层硅沉积以及所谓的牺牲层吗二氧化硅或其他材料。层图案和蚀刻在牺牲层溶解揭示三维结构,包括微悬臂梁,钱伯斯,喷嘴、车轮、齿轮和镜子。通过建立这些结构相同的批处理方法用于集成电路制造,与许多MEMS在单个硅片上,取得了显著的规模经济。此外,MEMS组件在本质上没有“建在的地方,”后续大会要求,与传统机械设备的生产。

在MEMS加工技术问题担忧的顺序来建立电子和机械部件。高温退火需要缓解压力和扭曲的多晶硅层,但它可以破坏任何电子电路已经被添加。另一方面,建筑机械部件前需要保护这些部分,而电子电路制作。各种解决方案已经使用,包括埋浅战壕前的机械零件电子产品之后制造然后揭露他们。

MEMS的壁垒进一步商业渗透包括成本和简单技术的成本相比,nonstandardization设计和建模工具,需要更可靠的包装。目前的研究重点是探索性质纳米维(即。在对设备即十亿分之一米)nanoelectromechanical系统(NEMS)。在这些鳞片结构振动的频率增加(从兆赫到兆赫频率),提供新设计的可能性(例如噪声过滤器);然而,这些设备变得越来越敏感,任何从他们的制造缺陷引起。