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微机电系统(MEMS)国内外研究现状

时间:2021-04-09 20:58来源:毕业论文
通常,微机电系统(MEMS)是指微型化的器件或器件组合,把电子功能与机械、光学或者其他功能相结合的综合集成系统。MEMS技术具有小尺寸(miniaturization)、多样化(multiplicity)、微电子(microel

通常,微机电系统(MEMS)是指微型化的器件或器件组合,把电子功能与机械、光学或者其他功能相结合的综合集成系统。MEMS技术具有小尺寸(miniaturization)、多样化(multiplicity)、微电子(microelectronics) ,它将信息系统的微型化、多功能化、智能化和可靠性水平提高到了新的高度。MEMS与一般的机械系统相比,不仅体积缩小,而且,在力学原理和运动学原理,材料特性、加工、测量和控制等方面都将发生变化,同时,它又属于多学科交叉的新领域,是融合微电子与精密机械加工的技术;是集微型机构、传感器信号处理、控制等功能于一体的,具有信息获取、处理和执行等多功能的系统。65159

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,由于 MEMS技术的迅速发展,在 1987年便决定把 MEMS从 IEEE国际微机器人与过程操作年会分开,单独召开年会。目前每年在美、日、欧三地轮回举行名为 IEEE国际年会(Micro Mechanical Systems Workshop )。

    我国开展MEMS 研究始于 20世纪 80年代末,10多年来研究队伍迅速发展和扩大,目前已有40多个单位的 50多个研究小组,在新原理微器件、通用微器件、新的工艺和测试技术以及初步应用等方面取得了显著的进展。

    硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS器件的制作。利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。目前国外表面工艺与体硅工艺并行,其中表面工艺已发展成标准化的工艺流程,有多条工艺线面向多用户提供加工服务。论文网

    国内主要采用了体硅MEMS加工技术,目前主要的体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺,在国内这些工艺基本形成了标准化工艺,另外基于以上工艺的多层晶片键合工艺、多层晶片键合是圆片级封装(WLP)以及三维(3D)垂直集成封装的基础,结合穿硅通孔(TSV)技术,实现与IC的集成,也是一个重要发展趋势。

    国外 MEMS发展已有 30多年的历史,现已形成三种类型的生产规模,大型企业大批量生产,年产能力在100万到1000 万只;中等规模企业的年生产能力为 1到100万只;一些小批量生产研究开发单位,根据特殊要求进行小批量生产,年产量在1万只以下。此外,MEMS 产品的功能还在进一步扩展和完善,器件正在向着微电子部件和系统演变,不仅具有信息转换的功能,而且具自检、自校、量程转换,远程设定和无线通讯等智能功能,更能适应多种测量的需要,如汽车压力传感器已不再是单独分立的元件,它和其它部分共同构成压力检测系统。

国内在器件的理论研究方面与国外差距不大,个别领域的基础性研究与国外水平相当,最大差距主要在产业化推进方面,尚未具备大批量生产的能力。此外,国外现已开始进入了 器件微系统集成的开发与应用,而国内大多仍处于分立的驱动和传感器件的研究阶段。同时 器件制造设备的相对落后也是影响产业化和系统集成的一个重要因素。在 产品的开发方面国内仅处于初期起步阶段,而国外 技术正处于加速发展的时期,其产品应用领域十分广泛,以美国为首的西方国家,已经利用 技术研制出各种昆虫式电子侦察装置,并且将该技术用于微型惯性测量系统,实现了机动车辆制导和卫星,导弹的精确控制。 微机电系统(MEMS)国内外研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_72645.html

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