mems器件参数

智能手机中的MEMS器件 助推MEMS传感器市场

快速增长

MEMS器件，尤其是MEMS传感器已成为智能手机中的标准配置。苹果

iPhone和Research in MoTIon (RIM)的Blackberry Storm等畅销机型，以及三

星的Omnia、HTC的Diamond和诺基亚的N95及N96，都采用了惯性传感

器。

同时，智能手机应用软件日益庞大的生态系统很大程度上要归功于

MEMS传感器。事实上，由于智能手机永远在线的互联网访问和传感器技术

的不断发展，智能手机正在快速变成地球上最大的无线传感器网络。

智能手机中采用MEMS技术加工的传感器、执行器和光学器件主要如

下，如图1所示。

图1 智能手机中的MEMS器件

加速度计、陀螺仪、电子罗盘：惯性测量单元（IMU）实现室内导航。

半导体物理与器件mems

1.引言

1.1 概述

半导体物理与MEMS（微机电系统）器件是现代科技领域中非常重要的研究方向。半导体物理研究了半导体材料的电学、热学和光学特性，以及半导体器件的制备和性能。而MEMS器件则是利用微纳米加工技术制造出微小的机械结构，并通过集成电路技术实现控制和传感功能。这两个领域的交叉研究为实现微小化、集成化、高性能的微型传感器、执行器和微系统提供了重要的基础。

半导体物理的研究内容包括材料的能带结构、载流子在半导体中的输运过程、电子在半导体中的行为等。半导体器件是基于半导体材料的电子元件，如二极管、晶体管、集成电路等。半导体物理的研究能够帮助我们更好地理解和设计各类半导体器件，进一步推动半导体技术的发展。

MEMS器件是在微纳米尺度上制造的微小机械系统。它们通常由微电子器件、微机械结构和传感器等组成。MEMS器件具有体积小、质量轻、功耗低、快速响应和高集成度等特点。MEMS器件的研究涉及到微纳加工工艺、微尺度机械结构设计、传感与控制等一系列技术和理论。随着纳米技术和微电子技术的不断发展，MEMS器件在医疗、通信、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。

半导体物理与MEMS器件的结合为微电子技术的发展提供了新的思路和方向。通过将半导体物理与MEMS器件相结合，我们可以实现更小型化、更高性能的器件和系统。这不仅能够满足日益增长的微型化和集成化需求，还有助于推动人工智能、物联网、生物医学等领域的技术创新和应用。因此，对于半导体物理与MEMS器件的研究和深入理解具有重要意义，将为科技进步和社会发展提供强有力的支撑。

1.2文章结构

1.2 文章结构

本文分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。

在引言部分，我们将提供对半导体物理与MEMS器件的简要概述，介绍其重要性和应用领域。同时，我们将阐明本文的目的和意义。

接着，正文部分将深入探讨半导体物理和MEMS器件的相关内容。在半导体物理部分，我们将介绍半导体材料的基本原理、能带理论和半导体器件的工作原理。在MEMS器件部分，我们将详细讨论微机电系统的基本概念、设计和制备技术，以及常见的MEMS器件类型和应用案例。

MEMS器件及其应用

摘要：MEMS技术是一门新兴的技术,是多种学科交叉融舍的前沿高技术，近年来越来越受到世界各国的重视。本文将重点介绍MEMS传感器、MEMS光开关两种典型的MEMS器件及其应用。

关键词：MEMS；MEMS传感器；MEMS光开关

0 引言

MEMS技术的开发始于20世纪60年代，其迅速发展是在20世纪80年代末期。由半导体工业中的微细加工技术与机械工业中的微型机械加工技术结合而产生并逐渐发展起来的微电子机械系统(MEMS：Microelectro Mechanical System)是微米、纳米电子学的重要领域，是一项极具发展前景的军民两用高技术。微电子技术的发展，不仅使计算机与信息技术等领域面貌一新，而且在许多领域引发了一场微小型化的革命[1]。

MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、机械电子合一等优点，因此在航空、航天、汽车、生物医学等诸多领域有着十分广阔的应用前景。它研究的主要内容包括微型传感器、微型执行器和复杂的微系统。MEMS器件种类繁多，几乎无法列出所有的MEMS器件[2]。本文将重点介绍MEMS传感器、MEMS光开关两种典型的MEMS器件。

1 MEMS传感器

1.1 MEMS传感器

微型传感器是MEMS最重要的组成部分。1962年第一个硅微型压力传感器的问世开创了MEMS技术的先河，并一直是推动MEMS技术不断进步的动力，同时MEMS技术的应用又使传感器的性能提高了几个数量级。MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。它具有体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高、技术附加值高，适于批量化生产、易于集成和实现智能化等

特点[3]。

1.2 MEMS传感器的应用

MEMS传感器目前主要应用在航空航天、汽车、消费电子等领域。

航空航天领域中的MEMS传感器主要有五种用途：① 提供有关航天器的工作

信息，起故障诊断的作用；②判断各分系统间工作的协调性，验证设计方案；③

第30卷　第2期

2007年4月 电子器件

ChineseJournalOfElectronDevices Vol.30　No.2

Apr.2007

AlgorithmofAutomaticOptimizationofMEMSDevicesandItsRealization

LAIWen2bin,LIWei2hua

(KeyLabofMEMSofEducationMinistry,MicroelectronicsCenter,SoutheastUniv.Nanjing210096,China)

Abstract:TheautomaticoptimizationalgorithmsofstructuralparametersofMEMSdevicesarestudied.

Takingthefigureofresonancefrequencyoftheclamped2clampedbeamasanexample,theresonancefre2

quencywithgivenparameterissimulatedbyHSPICE.Thealgorithmaccomplishestheanalysisoffigure

automaticallyandoptimizestheparametersbyanappropriatemethod.Tosatisfytheconsumer’srequests

offrequencyandprecision(5%),circulativeiterationsaredone.Finally,theresultsofoptimizationare

verifiedbyCoventorWare.

Keywords:MEMSdevices;algorithmsofautomaticoptimization;structuralparameters;clamped2clamped

beam

EEACC:2575