微系统技术基础微系统工作原理50页PPT
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一、微系统技术在微系统技术微系统技术的发展历史上,集成电路(IC)是技术的起点。
电子器件小型化和多功能信成是微加工技术的推动力。
如果没有微加工和小型化技术的迅猛发展,许多今天看来理所当然的科学和工程成就都不可能实现。
微系统技术是由集成电路技术发展而来的,经过了大约20年的萌芽阶段,即由20世纪60年代中期到20世纪80年代。
在这段萌芽时期,主要是开展一些微系统技术的零散研究。
例如,开发了硅各向异性腐蚀技术用于在平面硅衬底上加工三维结构;一些研究机构和工业实验室里的研究者开始利用集成电路的加工技术制造微系统技术器件,例如悬臂梁、薄膜和喷嘴;微传感器的关键部件,如单晶硅和多晶硅中的压阻被发现、研究和优化。
在微系统技术的研发时期,涌现出了一些具有重要意义的研究成果。
1967年,Westinghouse公司发明了一种谐振栅晶体管(RGT)。
它与传统的晶体管不同,RGT的电栅极不是固定在栅氧化层上,而是相对硅衬底可动。
由静电力控制栅电极和衬底之间的间距。
RGT是静电微执行器的最早实例。
佳能公司最早开发了基于热气泡技术的喷墨打印技术,而惠普公司在1978年首先发明了基于硅微机械加工技术的喷墨打印机喷嘴。
喷嘴阵列喷射出热气泡膨胀所需液体体积大小的墨滴,如图1-1所示。
气泡破裂又将墨汁吸入到存放墨汁的空腔中,为下一次喷墨做准备。
通过滴入红、蓝、黄三种基本色实现彩色打印。
图1-1在20世纪80年代后期,在微机械技术这个新领域的研究者主要是研究硅的应用——单晶硅衬底或者多晶硅薄膜。
多晶硅薄膜技术的应用产生了一些表面微机械加工的机械结构,如弹簧、传动机械和曲柄等。
20世纪90年代,全世界的微系统技术研究进入一个突飞猛进、日新月异的发展阶段。
非常成功的例子有美国Analog Devices(模拟器件)公司生产的用于汽车安全气囊系统的集成惯性传感器,以及美国Texas Instruments(仪器)公司用于投影显示的数字光处理芯片。