中科院 微电子机械系统设计(MEMS)课件
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微机械电子系统微机械电子系统(MEMS)(也写为微机电,微机电或微电子和微机电系统)是由电力驱动的非常小的机械装置技术。
它在纳米尺度融合了纳机电系统(NEMS)和纳米技术。
微机电系统也被称为微型机械(在日本),或微系统技术MST(在欧洲)。
朗读显示对应的拉丁字符的拼音朗读显示对应的拉丁字符的拼音MEMS是独立的,与分子纳米技术或分子电子学不同。
MEMS由1至100微米(即0.001至0.1毫米)之间大小的部件组成,通常MEMS设备的尺寸范围是20微米(0.000002米)至1毫米。
它们通常由处理数据的中央单元,微处理器和其它若干个用来连接外设的部件,例如微传感器,组成。
在这种大小尺度,经典物理学的标准结构并不总是有用的。
由于MEMS的表面积与体积比,表面效应如静电,如惯性或热质量的润湿主宰体积效应,都较大。
非常小的设备的潜能在技术存在之前就已得到赞赏,这可以让人们看到,例如,理查德费曼1959年著名的演讲,有底部的空间。
一旦能使用通常用来制造电子产品的改性半导体设备制造技术制造,MEMS将变为现实。
这些制造技术包括成型和电镀,湿法刻蚀(KOH, TMAH)和干蚀刻(RIE and DRIE),电火花加工(EDM)以及其它小型设备的制造技术。
MEMS设备的一个早期的例子是resonistor,一种机电单片谐振器。
1.MEMS描述根据目标设备和市场部门,MEMS技术可以采用不同材料和制造技术。
2.MEMS制造材料2.1硅在现代世界上,硅是创建消费电子产品的最集成电路的材料。
规模经济,随时可得的廉价优质的材料和电子功能整合能力,使硅在MEMS应用中有广泛的吸引力。
硅还通过其材料性能产生显著的优势。
在单晶形式,硅是一种近乎完美的胡克材料,这意味着当它弯曲时,几乎没有迟滞,因此几乎没有能量损耗。
以及高重复制造,这也使得硅非常可靠的。
它很少疲劳,可以在十亿至万亿范围内不中断服务的服务周期。
生产所有基于硅的MEMS设备的基础的技术是材料层的沉积,图案光刻到这些层上,然后刻蚀制造所需形状。