【精品】MEMS技术发展现状及发展趋势.doc

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1、MEMS技术发展现状及发展趋势MEMS系统在工业、信息通信、国防、航空航天、航海、医疗、生物工程、农业、环境和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景，它将成为本世纪最重要的科技领域和主要的支柱技术之一。目前对MEMS的需求产业主要来自于汽车工业、通信网络信息业、军事装备应用、生物医学工程；而按专业MEMS分四大类：生物MEMS技术、光学、MEMS技术、射频MEMS技术、传感MEMS技术。1•总述1.1生物MEMS技术生物MEMS系统具有微型化、集成化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系

2、统与外部连接少，具有实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究己成为热点，在不久将为生物、分析化学分析系统带来一场重大的革新。CardioMEMS公司采用MEMS技术制成心血管微传感器可测量动脉的压力，该传感器就像汽车里的EZPass设备（一种在高速公路入口无需停车即可完成付费的自动感应装置）一样工作，本身不带电源,读取信息时在外而用一个感应棒启动传感器即可得到此人动脉的所有相关数据。利用MEMS还能制作出智能型外科器械，减少手术风险和时间，缩短病人康复时间，降低治疗的费用。Verimetr

3、a公司止在利用MEMS把现有手术器械转变成智能型手术器械，可用于多种场合，包括小手术、肿瘤、神经、牙科和胎儿心脏手术等。药物注入是生物医学MEMS另一个可能有巨幅增长潜力的领域,MicroChipd公司正在开发的一种药物注入系统利用了硅片或聚合物微芯片，其上带有成千上万个微型贮液囊，里而充满药物、试剂及其它药品。这些微芯片能够向人体注入药物，使止痛剂、荷尔蒙以及类固醇之类的注入方式发生革命性的变化。类似这样的生物医学新进展还将催生出新型器械，如便携式掌上型透析机等。1.2光学MEMS技术随着信息技术

4、、光信息技术的迅猛发展，MEMS发展的又一领域是与光学结合。即综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术，开发新型光器件称为微光机电系统MOEMS,它能把各种MEMS机构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器、光电检测器件等完整地集成在一起，形成一种全新的功能系统。目前较成功的应用科学研究主耍集中在两方面：一是基于MOEMS的新型显示、投影设备,主要研究如何通过反射面的物理运动进行光的空间调制，典型代表为新型投影仪、数字微镜阵列芯片和光栅光阀。二是通信系统，主要研究通过微镜的物理运动来控制光路发生预

5、期的改变，较成功的有光开关、关调制器、光滤波器及复用器等光通信器件图1基于MEMS的多端口无阻赛全光交叉连接器（OXC）图2一个848x600数字微镜器件图3三个镜片有效地反射光线來投影一个数字形象1.3射频MEMS技术目前最熟悉的应用就是无线通信领域，诸如手机、无线接入、全球定位系统和蓝牙技术。其中最成熟的MEMS器件当属开关。在日本，欧姆龙公司首先开发上市MEMS开关产品，随后有日本村田制作所，松下网络开发本部及H本三菱电机公司都相继开发了高频RFMEMS的开关。中国在MEMS方面也进行了大量的

6、工作，对悬臂式RFMEMS开关进行了设计和研制。对RFMEMS开关驱动电压进行了分析和研究。MEMS开关制造商TeraVictaTechnologies公司将推出号称世界上最快的MEMS开关。这种单极双掷开关适用于数字电视、卫星通信和定向雷达等领域。在此之前，该公司已经推出了7GHz的MEMS开关，用于自动测试设备(ATE)和RF无线领域。1.4传感MEMS技术传感MEMS技术是指用微电子微机械加工出来的，用敏感元件如电容、压电、压阻、热电偶、谐振、隧道电流等等来感受转换电信号的器件和系统。包括：速

7、度、压力、湿度、加速度、气体、磁、光、声、生物、化学等等各种传感器。现阶段各类传MEMS感器技术已经大量的应用到了各个领域。苹果公司颇有想象力地使用MEMS加速计来支持iPhone显示器横向与纵向画面的自动切换，取得了巨大的成功，从而刺激了智能手机用于探测运动的MEMS应用的激增。图四为ADI公司生产的ADXL203双轴硅微加速计。此外还有应用于导航和制导领域如小型无人机的导航控制、短程战术武器制导的高精度微加速度计。LittonSiAC硅加速度计为其典型的代表（如图五所示），已广泛应用于LN・20

8、0、LN-200S>LN-300等惯性测量组合上，以及ETNJ01E、LISA-200两种民用和军用飞机惯性导航系统上。图四ADXL203双轴硅微加速计图五LittonSiACTM硅加速度计2002年，ADI公司研制成功世界上第一个单片集成的商用陀螺仪产品ADXRS,如图六所示。针对导航和制导领域应用要求Litton公司2003实现了SiGy的应用，用于LN-300IMU。图六ADXRS系列硅微陀螺仪2.MEMS在手机上的应用目前手机产业被视为未来5年内MEMS器件发