MEMS研究的歷史
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日期：2020-02-21
編輯：硅時代
MEMS技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)帶有革命性的高新技術(shù)，它的誕生和發(fā)展是“需求牽引”和“技術(shù)推動”的綜合結(jié)果。
隨著人類社會全面向信息化邁進(jìn)，信息系統(tǒng)的微型化、多功能化和智能化是人們不斷追求的目標(biāo)，也是電子整機(jī)部門的迫切需求。信息系統(tǒng)的微型化不僅使系統(tǒng)體積大大減小、功能大大提高，同時也使性能、可靠性大幅度上升，功耗和價格卻大幅度降低。目前，信息系統(tǒng)的微型化不單是電子系統(tǒng)的微型化，如果相關(guān)的非電子系統(tǒng)小不下來，整個系統(tǒng)將難以達(dá)到微型化的目標(biāo)。
電子系統(tǒng)可以采用微電子技術(shù)達(dá)到系統(tǒng)微型化的目標(biāo)，而對于非電子系統(tǒng)來說，盡管人們已做了很大努力，其微型化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電子系統(tǒng)，這已成為整個系統(tǒng)微型化發(fā)展的瓶頸。
MEMS技術(shù)設(shè)計微電子、微機(jī)械、微光學(xué)、新型材料、信息與控制，以及物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的許多高新技術(shù)成果。
在一個襯底上將傳感器、信號處理電路、執(zhí)行器集成起來，構(gòu)成微電子機(jī)械系統(tǒng)，是人們很早以來的愿望。這個技術(shù)在1987年被正式提出，并在近10年來取得了迅速發(fā)展。推動力可歸納為以下3點(diǎn)：
（1）以集成電路為中心的微電子學(xué)的飛躍進(jìn)步提供了基礎(chǔ)技術(shù)。在過去的40年中，集成電路的發(fā)展遵循摩爾定律，即按每3年特征尺寸減小0.7倍、集成度每3年翻一番的規(guī)律發(fā)展。據(jù)分析，IC特征尺寸的指數(shù)減小規(guī)律還將繼續(xù)10 ~ 20年。目前，IC工藝已進(jìn)入超深亞微米階段，并可望到2012年達(dá)到0.05μm，將研制生產(chǎn)巨大規(guī)模集成電路（GSI集成度大于109）和單片系統(tǒng)集成（SOC）。IC的發(fā)展將為研制生產(chǎn)MEMS提供堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
（2）MEMS的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，是微電子和微機(jī)械的巧妙結(jié)合。MEMS的基礎(chǔ)技術(shù)主要包括硅各向異性刻蝕技術(shù)、硅/硅鍵合技術(shù)、表面微機(jī)械技術(shù)、LIGA技術(shù)等，已成為研制生產(chǎn)MEMS必不可少的核心技術(shù)。尤其是20世紀(jì)90年代開發(fā)的LIGA技術(shù)，成功地解決了大深寬比光刻的難題，為研制開發(fā)三維微機(jī)械的加速度傳感器、微型陀螺以及各類微執(zhí)行器、微型構(gòu)件如微馬達(dá)、微泵、微推進(jìn)器、微振子、微電極、微流量計等奠定了工藝技術(shù)基礎(chǔ)。
（3）新材料、微機(jī)械理論、加工技術(shù)的進(jìn)步，使得單片微電子機(jī)械系統(tǒng)正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。由于MEMS技術(shù)的發(fā)展迅速，1987年決定把它從IEEE國際微機(jī)器人與過程操作年會分開，單獨(dú)召開年會。目前在美、日、歐三地每年輪回一次。
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