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微机电系统制造工艺史微机电系统(MicroElectro-Me-chanicalSystems,HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/2995.html"MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/1695.html"传感器、微型HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/1903.html"执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/15.html"电源等于一体的微型器件或系统。MEMS是随着HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/4812.html"半导体HYPERLINK"http://wiki.dzsc.com/info/1749.html"集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。微机电系统是微米大小的机械系统,其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。这些系统的大小一般在微米到毫米之间。在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要大得多,其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。①微机电系统制造发展历程:19世纪照相制版;1951年显像管遮蔽屏(美国RCA公司)(光学应用);1952年表面微加工专利2749598(美);1954年压阻效应;1962年晶体的异向腐蚀;1963年半导体压力计(日本丰田中央研究所);1967年振动门晶体管(美国Westinghouse公司)(牺牲层腐蚀);1968年阳极键合(美国Mallory公司);1969年基于掺杂浓度的腐蚀;1970年硅微电极(斯坦福大学);1973年内窥镜用硅压力传感器(斯坦福大学);1974年集成气相质谱仪(斯坦福大学);1979年集成压力传感器(密西根大学);1982年LIGA工艺(德国原子力研究所);1986年硅反馈式加速度计(瑞士CSEM);1986年集成流量控制器(日本东北大学);1987年微齿轮等(美国加州大学伯克利分校,贝尔研究所);1987年微静电微马达(加州大学伯克利分校,Yu-ChongTai,Long-ShengFan)。发展阶段:硅微传感器阶段:1963年日本丰田研究中心制作出硅微压力传感器。1982年美国IBM和UCBerkeley研制了集成电容式加速度计。硅微致动器阶段:1987年UCBerkeley研制出转子直径为60~120μm的硅微静电电机。传感器市场化阶段:1993年美国AnalogDevices开始生产集成加速度传感器,开始在汽车行业大量应用。系统研究阶段:20世纪90年代末,开始微型飞行器、微型卫星、微型机器人等研究。21世纪:大浪淘沙阶段MEMS泡沫褪去,相关研究主要集中在与纳米技术的结合,与生物技术的结合和与市场的结合上。里程碑:1987年UCBerkeley在硅片上制造出静电电机;90年代初ADI公司研制出低成本集成硅微加速度传感器,用于汽车气囊;90年代中ICP的出现促进体硅工艺的快速发展;90年代末期美国Sandia实验室发表5层多晶硅工艺。国外MEMS强国有美国、日本、德国。美国在几年前已经有DMD数字微镜器件、加速度计等批量产品进入市场;德国制定了从1990年起5年周期,投资4亿马克的微机械系统技术计划;日本通产省工业技术院将微型机械技术列入1990s的九个大型计划之一。国内MEMS在20世纪90年代初由清华大学等高校开始研究。目前有100个左右的研究小组从事本领域研究。2002年国家高科技计划启动了MEMS重大专项,投入2亿元人民币进行MEMS的研究和开发。2006年启动十一•五863计划。主要加工基地有信息产业部电子13所,北大微电子所,清华微电子所,上海交通大学和上海微系统所等。应用前景:微机电系统(MEMS)在研究领域已经有很长历史了,但一直没有真正进入大规模产业化阶段。而现在将硅芯片和微机械结构结合在一起的光学元件为MEMS带来新的商业机会。MEMS热了起来,各种新起步的MEMS公司开始吸引大量的风险资金。一些在此领域已经发展了数年的公司宣称自己开始得到回报,甚至已经赢利。但业内人士认为MEMS元件仅仅是刚开始从实验室走向实用,对许多半导体公司来说,MEMS业务最终能否取得成功的关键在于他们如何充分利用在IC方面获