国内外MEMS器件当前现状及发展趋势.pdf

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1、第31卷第4期电子工业专用设备2002年12月VoI.31No.4EguipmentforEIectronicProductsManufacturingDecember2002国内外MEMS器件现状及发展趋势童志义，赵晓东（中国电子科技集团公司第四十五研究所，甘肃平凉744000）摘要：介绍了MEMS器件的发展历史，国内外研究和应用现状，对国内外差距进行了比较，给出了MEMS器件今后的一些发展趋势。同时，提出了推进MEMS器件产业化的建议。关键词：MEMS；国内外现状；差距；发展趋势；产业化中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004-450（720

2、02）04-0200-07TheSituationandDevelopmentTendencyforMEMSbothDomesticandOverseasTONGZhi-yi，ZHAOXiao-dong（TheNo.45InstituteResearchofCETC，Pingliang，74000，China）Abstract：ThispaperdescribesthedeveIopmentprocessofMicroeIectromechanicaIsystem（MEMS），there-searchandtheappIicationsituationofME

3、MSandtheirtendencyisaIsodescribed.ThroughthecomparewiththegapsbetweendomesticandoverseasMEMSRSD，putforwardaproposaItopushingonMEMS.Keywords：MEMS；DomesticandOverseas；Situation；Gaps；Tendency；IndustriaI；zation由半导体工业中的微细加工技术与机械工业中多晶硅和氮化硅等。硅是良好的机械材料，屈服强的微型机械加工技术结合而产生并逐渐发展起来的度是不锈钢的两倍，强度质量

4、比超过了铝。硅具有微电子机械系统（MEMS：MicroeIectroMechanicaISys-比不锈钢高的弹性模量，但密度仅为钢的1/3。硅tem）是微米、纳米电子学的重要领域，是一项极具发良好的机械特性和对外部及环境因素的高灵敏性使展前景的军民两用高技术，它的出现，将引发一场新它可用于许多微型传感器和微型执行器的制作。的技术革命。硅微机械传感器和执行器可以利用和集成电路微电子机械系统涉及到微电子学、自动控制、光行业相同的技术制作，因此能够借用非常庞大的集学、气动力学、流体力学和声学磁学等多种领域，可成电路基础设施，进行批量加工，生产出较低成本较以说是一门多

5、学科的综合技术。它研究的主要内容多功能的元件和系统。利用硅制作传感器和执行器包括微型传感器、微型执行器和复杂的微系统。的另一个重要优点就是传感器和执行器可以很方便MEMS是由0.5~500!m的可动元件构成的机器。的与集成电路集成，形成微电子机械系统。微电子机械系统的特征是超小型化，尺寸可以MEMS的制作工艺主要是光刻和腐蚀，以光刻做到微米和亚微米。其最大特点是制作工艺与集成形成图形，利用腐蚀加工出主体形状。目前一次可电路相同，能批量生产。其用的主要材料是单晶硅、以在"150mm晶片上加工出数10万个微机械元件。收稿日期：2002-11-05作者简介：童志义（

6、1952—），男（回族），甘肃平凉市人，高级工程师，主要从事半导体设备及工艺技术动态情报研究工作。200第31卷第4期电子工业专用设备2002年12月MEMS制作技术深受IC技术的影响，又有一套独特展，微机械加工技术已形成了以体硅微机械加工技的制作技术，如体硅微机械加工、表面微机械加工、术和表面微机械加工技术的两大类系统。LIGA工艺等专用技术。体硅微机械加工工艺的目的是从硅衬底上有选择地通过腐蚀的办法除去大量的材料，从而实现所!国外"#"$技术发展及现状需的悬空结构、模片和沟、槽等。这种方法获得结构的几何尺寸较大（相应的质量大），机械性能较好。MEMS技术的

7、开发始于20世纪60年代，其迅速但是也存在对硅材料的浪费较大、与集成电路的兼发展是在20世纪80年代末期，由于MEMS技术的容性不好等缺陷。迅速发展，在1987年便决定把MEMS从IEEE国际表面微机械加工工艺是一种利用硅片表面薄膜微机器人与过程操作年会分开，单独召开年会。目的淀积和腐蚀来获得所需机械结构的方法，所得到前每年在美、日、欧三地轮回举行名为IEEE国际的结构尺寸与体硅加工工艺相比较小。这种方法采MEMS年会（MicroeiectroMechanicaiSystemsWorkshop）。用了大量与集成电路兼容的材料和工艺，便于集成美国是研究开发MEM

8、S最早的国家，早在上世和批量生产，但是