MEMS传感器.docx
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1、一文读懂MEMS传感器什么是MEMS传感器?MEMS的全称是微型电子机械系统(MiCrO-E1.eCtrOMeChaniCa1.System),微机电系统是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、宜至接口、通信和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或系统。而MEVS传感器就是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。MEMS是用传统的半导体工艺和材料,以半导体制造技术为基础发展起来的一种先进的制造技术,学科交叉现象极其明显,主要涉及微加工技术,机械学/固体声波理论,热流理论,电子学、材料、物理学、化学、生物学、医学等等。经过四十多年的发展,已成为世界瞩
2、目的重大科技领域之一。加工工艺:UEMS技术基于已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。它与传统的IC工艺有许多相似之处,如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,但是有些复杂的微结构难以用IC工艺实现,必须采用微加工技术制造。微加工技术包括硅的体微加工技术、表面微加工技术和特殊微加工技术。体加工技术是指沿着硅衬底的厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺,包括湿法刻蚀和干法刻蚀,是实现三维结构的重要方法。表面微加工是采用薄膜沉积、光刻以及刻蚀工艺,通过在牺牲层薄膜上沉积结构层薄膜,然后去除牺牲层释放结构层实现可动结构。除了上述两种微加工技术以外,MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工
3、方法,其中常见的方法包括键合、1.IGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。应用材料:硅基材料:大部分集成电路和MEMS的原材料是硅(Si),这个神奇的V1.族元素可以从二氧化硅中大量提取出来。而二氧化硅是什么?说的通俗一点,就是沙子。沙子君在经历了一系列复杂的加工过程之后,就变成了单晶硅,长这个样子:这个长长的大柱子,直径可以是1inch(2.5cm)到12inch(30cm),被切成一层层500微米厚的硅片(英文:wafer,和威化饼同词),长这个样子:采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近铝和铛。若单个MEMS传
4、感器芯片面积为5mmX5mm,则一个8英寸(直径20厘米)硅片(Wafer)可切割出约1000个MEMS传感器芯片,分撞到每个芯片的成本则可大幅度降低。非硅材料:近年来,MEMS的材料应用上有被非碎材料逐渐替代的现象,学术研究人员现在开始专注于开发聚合物和纸基微型器件。利用这些材料开发的器件,不仅工艺环保,而且制作设备简单、成本较低。相对硅材料,它们大幅缩减了研发经费预算。许多聚合物和纸基微型器件的创新都指向了医疗应用,对该领域来说,生物相容性和材料的柔性是基本要求。纸基和聚合物微型器件的功能和性能开发,目前还处于相对早期的阶段,这类器件的生产设施现今也还没有开发出来。这些新技术的成熟和商业化
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