MEMS技术研究

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1、MEMS技术的研究摘要MEMS技术是采用微制造技术，在一个公共硅片基础上整合了传感器、机械元件、致动器（actuator）与电子元件。根据电子产业市场研究与信息网路的资料，MEMS的平均年增长率高于20%,并预计在2010年超过100亿美元。MEMS技术已被认为是下个世纪最有前途的技术Z—o本文详细介绍了MEMS技术的概念、尺寸、特点及发展史，从而对MEMS技术有了初步的了解。随后又介绍了该技术的相应产品、技术分类和它的应用前景。MEMS技术是测控行业的新技术，但其有着非常广阔的前景，并且被越来越多的产品所接受。研究了冃前其应用比较

2、成功的例子一一非制冷红外探测器，介绍了红外热电堆探测器的工作原理，展示了微机械红外热电堆芯片的基本结构，并将封闭结构和悬梁结构两种结构进行分析对比，分析各口的优劣Z处。本文还介绍了另外一个比较成功的例子——热释电非制冷红外探测器，分析了热释屯非制冷红外探测器的工作原理，针对实际情况，提高其工作灵敏度的方法。关键词：MEMS技术，微型机械，智能系统，非制冷红外探测器，热释电非制冷红外探测器是否曾想过：为什么你的智能型手机倒向一边时，荧幕会自动从垂直的显示方式调整为横向的显示方式，或者为什么戏机的控制器能回应方向、速度和加速度的改变？这

3、些用户友好功能的背后是微机电系统(MEMS)的加速度运动传感器，它们是实现这些功能的关键因素，也是这些智能型手机与戏机如此流行的核心元索之一。MEMS是英文MicroElectroMechanicalsystems的缩写，即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够釆集、处理与发送

4、信息或指令，还能够按照所获取的信息门主地或根据外部的指令采取行动。它用微电子技制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多该技术将对未來人类生活产生革命性的影响。它涉及机械、电光学、生物、材料等多学科。微机电系统(MEMS)是感知、计算和执行的融合。它也是一种术和微加工技术(包括硅体微加T、硅表而微加丁、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，驱动器和微系统。学科交叉的技术，子、化学、物理、就定义而言，制造技术。它本身并不是某种产品。它为什么这么重要？从根本上说，M

5、EMS把电子和机械特性结合了起來。它可以同时执行物理、化学、生物等方面的功能,因为它能同时发生化学反应和电作用。它实质上是终极的片上系统，是科学和技术的终极融合，而且生物也可以与之兼容。MEMS有很多应用，并被越来越多的产品所接纳。MEMS的一些常见应用领域包括汽车、生物技术与医疗，以及消费电子产品。MEMS还用丁•大量声波双工器(BulkAcousticWaveduplexer)与滤波器、麦克风、MEMS自动聚焦致动器、圧力感测器、MEMS微微型投影仪，甚至MEMS陀螺仪。微机电系统涉及物理学、化学、光学、医学、电子工程、材料工程

6、、机械工程、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，目前在系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。第一章MEMS技术概述MEMS技术是采用微制造技术，在一个公共硅片基础上整合了传感器、机械元件、致动器（actuator）与屯子元件。MEMS通常会被看作是一•种系统单晶片（SoC）,它让智能型产品得以开发，并得以进入很多的次级市场，为包括汽车、保健、手机、生物技术、消费性产品等各领域提供解决方案。1.1微机电系统（MEMS）概念1丄1微机电系统的定义及组成虚微机电系统（Micro-ElectronicMechani

7、calSystem-MEMS）,是在微电了技术基础上结合精密机械技术发展起来的个新的科学技术领域，微机电系统是一个独立的智能系统。一般来说，MEMS是指可以采用微电子批量加丁工艺制造的，集微型机构、微型传感器、微型致动器（执行器）以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等部件於一体的微型系统。其基本组成见图1.1所示。MEMS组成图1.1MEMS的组成通常，MEMS主要包含微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分。微机电系统的制造工艺主要有集成电路工艺、微米/纳米制造工艺、小机械工艺和其他特种加工工种。1.1.2微机电系统的尺寸

8、在微小尺寸范围内，机械依其特徵尺寸可以划分为1・10毫米的小型(Mini.)机械，1微米・1毫米的微型机械以及1纳米・1微米的机械。所谓微型机械从广义上包含了微小型和纳米机械，但并非单纯微小化，而是指可批量制作的集微型机构，微型感测器