ch.01 mems概论new

《ch.01 mems概论new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、MEMS技术唐军0351-3920397tangjun@nuc.edu.cn什么是MEMS？微机电系统（MEMS）是指用微机械加工技术制作的包括微传感器、微致动器、微能源等微机械基本部分以及高性能的电子集成线路组成的微机电器件与装置。电子－－－微电子？？？？本课程的目的了解一个新的技术领域开阔眼界初步掌握这个技术领域中的基本知识初步了解MEMS工艺中的重要问题、思路和方法深入了解部分重要MEMS工艺、典型工艺结果及相关设备掌握简单、典型MEMS结构的制备工艺方法课程内容MEMS和微系统概论MEMS器件及其工作原理MEMS设计及相关理论

2、MEMS加工工艺MEMS发展的相关前沿技术考试：考试70%+课堂10%+作业20%第一章MEMS和微系统概论MEMS的基本概念MEMS工艺微机电系统基本概念What？WhatareMEMS?Micro-尺寸，微加工，微结构Electro-电信号传输/控制微机电系统Mechanical-机械功能（力、声、光、热）Systems-结构、器件、系统-控制机械、电子、系统微机械、微电子、微系统尺度FactorPrefixSymbolFactorPrefixSymbol10+24yottaY10-24yoctoy10+21zettaZ10-21zeptoz

3、10+18exaE10-18attoa10+15petaP10-15femtof10+12teraT10-12picop10+9gigaG10-9nanon10+6megaM10-6microμ10+3kilok10-3millim10+2hectoh10-2centic10+1decada10-1decid典型尺寸1光年=9.46×1015米美特好到中北大学15公里人身高1.x米小米直径1毫米红细胞直径8微米可见光波长380-780纳米氢原子直径0.1纳米，质子直径1.6×10-15米尺寸缩小不仅会带来集成度的提高和功能的强化，还可能

4、实现在宏观领域无法实现的新功能微机电系统的定义微机电系统技术是一个成长中的高科技领域，涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科。研究可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统，以提供一种或多种特定功能。器件特征尺寸范围0.1µm~1mm。MEMS技术的构成微系统微器件传感器、执行器等微制造材料—设计—工艺—测试—封装微型机电系统的特点尺寸在微米到毫米范围，区别于传统宏观机械（>1cm），但也非物理意义上的微观尺度。体积小、重量轻、耗能低、性能

5、稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加价值高；拥有广泛的应用领域和前景。MEMS技术MEMS用批量化的微电子技术制造出尺寸与集成电路大小相当的非电子系统，实现电子系统和非电子系统的一体化集成从根本上解决信息系统的微型化问题实现许多以前无法实现的功能今天的MEMS与40年前的集成电路类似，MEMS对未来的社会发展将会产生什么影响目前还难以预料，但它是21世纪初一个新的产业增长点，则是无可质疑的研究领域理论基础：随着MEMS尺寸的缩小，有些宏观的物理特性发生了改变，很多原来的理论基础都会发

6、生变化，如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等等，微动力学微流体力学微热力学微摩擦学微光学微结构学研究领域技术基础：设计、工艺加工(高深宽比多层微结构)、微装配工艺、微系统的测量等。应用研究：如何应用这些MEMS系统也是一门非常重要的学问。人们不仅要开发各种制造MEMS的技术，更重要的是如何将MEMS器件用于实际系统，并从中受益。MEMS的分类微传感器：机械类：力学、力矩、加速度、速度、角速度(陀螺)、位置、流量传感器磁学类：磁通计、磁场计热学类：温度计化学类：气体成分、湿度、PH值和离子浓度传感器生物学类：DNA芯

7、片MEMS的分类微执行器：微马达、微齿轮、微泵、微阀门、微开关、微喷射器、微扬声器、微谐振器等微型构件：微膜、微梁、微探针、微齿轮、微弹簧、微腔、微沟道、微锥体、微轴、微连杆等微机械光学器件：微镜阵列、微光扫描器、微光阀、微斩光器、微干涉仪、微光开关、微可变焦透镜、微外腔激光器、光编码器等MEMS的分类真空微电子器件：它是微电子技术、MEMS技术和真空电子学发展的产物，具有极快的开关速度、非常好的抗辐照能力和极佳的温度特性。主要包括场发射显示器、场发射照明器件、真空微电子毫米波器件、真空微电子传感器等电力电子器件：包括利用MEMS技术制作的垂直

8、导电型MOS(VMOS)器件、V型槽垂直导电型MOS(VVMOS)器件等各类高压