第一篇：微機(jī)電系統(tǒng)心得體會(huì)

微機(jī)電系統(tǒng)心得體會(huì)

萬(wàn)瓊聲

電子工程學(xué)院，2011211205班，2011211047

這個(gè)學(xué)期我們學(xué)習(xí)了微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System），這門課主要介紹了MEMS的理論基礎(chǔ)，MEMS材料、加工工藝和檢測(cè)技術(shù)，傳感器和執(zhí)行器，MEMS器件及其系統(tǒng)。對(duì)這個(gè)之前很陌生的領(lǐng)域有了一定程度上的了解。

微機(jī)電系統(tǒng)是微米大小的機(jī)械系統(tǒng)，其中也包括不同形狀的三維平板印刷產(chǎn)生的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的大小一般在微米到毫米之間。在這個(gè)大小范圍中日常的物理經(jīng)驗(yàn)往往不適用。比如由于微機(jī)電系統(tǒng)的面積對(duì)體積比比一般日常生活中的機(jī)械系統(tǒng)要大得多，其表面現(xiàn)象如靜電、潤(rùn)濕等比體積現(xiàn)象如慣性或熱容量等要重要。它們一般是由類似于生產(chǎn)半導(dǎo)體的技術(shù)如表面微加工、體型微加工等技術(shù)制造的。其中包括更改的硅加工方法如壓延、電鍍、濕蝕刻、干蝕刻、電火花加工等等。

微機(jī)電系統(tǒng)是一種先進(jìn)的制造技術(shù)平臺(tái)。它是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。MEMS技術(shù)采用了半導(dǎo)體技術(shù)中的光刻、腐蝕、薄膜等一系列的現(xiàn)有技術(shù)和材料，因此從制造技術(shù)本身來(lái)講，MEMS中基本的制造技術(shù)是成熟的。但MEMS更側(cè)重于超精密機(jī)械加工，并要涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域。它的學(xué)科面也擴(kuò)大到微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理學(xué)的各分支。

微機(jī)電系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。微機(jī)電系統(tǒng)是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級(jí)，自八十年代中后期崛起以來(lái)發(fā)展極其迅速，被認(rèn)為是繼微電子之后又一個(gè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀(jì)新的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。

微機(jī)電系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是科學(xué)創(chuàng)新思維的結(jié)果，使微觀尺度制造技術(shù)的演進(jìn)與革命。微機(jī)電系統(tǒng)是當(dāng)前交叉學(xué)科的重要研究領(lǐng)域，涉及電子工程、材料工程、機(jī)械工程、信息工程等多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)工程，將是未來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事科研領(lǐng)域的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于，通過(guò)微型化、集成化來(lái)探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng)，開(kāi)辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)，也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中，把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没瑢?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)、國(guó)防和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。人們不僅要開(kāi)發(fā)各種制造MEMS的技術(shù)，更重要的是如何將MEMS技術(shù)與航空航天、信息通信、生物化學(xué)、醫(yī)療、自動(dòng)控制、消費(fèi)電子以及兵器等應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合，制作出符合各領(lǐng)域要求的微傳感器、微執(zhí)行器、微結(jié)構(gòu)等MEMS器件與系統(tǒng)。根據(jù)維基百科的描述，MEMS研究人員使用一系列的工程軟件工具來(lái)對(duì)他們的設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和原型測(cè)試。MEMS設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到有限元分析。對(duì)動(dòng)態(tài)力，熱度等等的仿真可以通過(guò)ANSYS，COMSOL、IntelliSuite和CoventorWare-ANALYZER等軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。其他軟件，比如ConvertorWare-ARCHITECT和MEMS-PRO，被用來(lái)開(kāi)發(fā)更適合加工制造的產(chǎn)品布局，甚至用來(lái)仿真嵌入型的MEMS系統(tǒng)。當(dāng)原型機(jī)開(kāi)發(fā)完成后，研究人員能夠用各種儀器比如激光多普勒掃描振動(dòng)計(jì)，顯微鏡，頻閃觀測(cè)儀等來(lái)對(duì)它們進(jìn)行測(cè)試。

隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的逐步發(fā)展，MEMS所包含的內(nèi)容正在不斷增加，并變得更加豐富。世界著名信息技術(shù)期刊《IEEE論文集》在1998年的MEMS專輯中將MEMS的內(nèi)容歸納為：集成傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)。人們還把微機(jī)械、微結(jié)構(gòu)、靈巧傳感器和智能傳感器歸入MEMS范疇。制作MEMS的技術(shù)包括微電子技術(shù)和微加工技術(shù)兩大部分。微電子技術(shù)的主要內(nèi)容有:氧化層生長(zhǎng)、光刻掩膜制作、光刻選擇摻雜(屏蔽擴(kuò)散、離子注入)、薄膜(層)生長(zhǎng)、連線制作等。微加工技術(shù)的主要內(nèi)容有:硅表面微加工和硅體微加工(各向異性腐蝕、犧牲層)技術(shù)、晶片鍵合技術(shù)、制作高深寬比結(jié)構(gòu)的LIGA技術(shù)等。利用微電子技術(shù)可制造集成電路和許多傳感器。微加工技術(shù)很適合于制作某些壓力傳感器、加速度傳感器、微泵、微閥、微溝槽、微反應(yīng)室、微執(zhí)行器、微機(jī)械等，這就能充分發(fā)揮微電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用MEMS技術(shù)大批量、低成本地制造高可靠性的微小衛(wèi)星。

MEMS技術(shù)是一個(gè)新興技術(shù)領(lǐng)域，主要屬于微米技術(shù)范疇。MEMS技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)歷了10多年時(shí)間，大都基于現(xiàn)有技術(shù)，用由大到小的技術(shù)途徑制作出來(lái)的，發(fā)展了一批新的集成器件，大大提高了器件的功能和效率，已顯示出了巨大的生命力。MEMS技術(shù)的發(fā)展有可能會(huì)像微電子一樣，對(duì)科學(xué)技術(shù)和人類生活產(chǎn)生革命性的影響，尤其對(duì)微小衛(wèi)星的發(fā)展影響更加深遠(yuǎn)，必將為大批量生產(chǎn)低成本高可靠性的微小衛(wèi)星打開(kāi)大門。

作為一名學(xué)習(xí)電子工程的學(xué)生，我覺(jué)得MEMS技術(shù)將會(huì)成為造福人類的新技術(shù)，具有劃時(shí)代的意義，堅(jiān)信在不久的將來(lái)，MEMS技術(shù)將會(huì)運(yùn)用在我們生活的各個(gè)角落，也將極大地便利我們的生活，提高我們的生活水平，簡(jiǎn)化我們的生活方式。因此，我們需要給予這門技術(shù)足夠的關(guān)注和信心，投身于這項(xiàng)發(fā)展人類文明的事業(yè)中去，世界的未來(lái)掌握在我們手中，我們要肩負(fù)起我們應(yīng)有的責(zé)任，不僅僅滿足個(gè)人溫飽，還要將視野放寬全球，不能局限在這個(gè)狹小的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)里面，更不能安于現(xiàn)狀，要勇于開(kāi)拓創(chuàng)新，要將自己的最后一份力也用在造福全人類上。

最后，感謝老師這個(gè)學(xué)期的悉心教導(dǎo)！

第二篇：MEMS微機(jī)電系統(tǒng)總結(jié)

一，簡(jiǎn)答題

1，微機(jī)電制造工藝及每種工藝的用途、技術(shù)特征或者步驟

微電子集成工藝是基礎(chǔ)。此外，它們主要是體微加工技術(shù)、微表面加工技術(shù)、高深度比微加工技術(shù)、組裝與鍵合技術(shù)、超微精密加工技術(shù)。

（1），體微加工技術(shù)是為制造三維結(jié)構(gòu)而發(fā)展起來(lái)的，即按照設(shè)計(jì)圖形在硅片上有選擇的去除一部分硅材料，形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)。體微加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是刻蝕，它包括干法和濕法刻蝕。

（2），表面微加工技術(shù)是以硅為基片，通過(guò)淀積與光刻形成多層薄膜圖形，再把下層的犧牲層經(jīng)刻蝕去除，保留上面的結(jié)構(gòu)圖形的加工方法。表面微加工不同于體加工，它不對(duì)基片本身進(jìn)行加工。在基片上有淀積的薄膜，它們被有選擇的保留或者去除以形成所需的圖形。表面微加工的主要工藝是濕法刻蝕、干法刻蝕和薄膜淀積。犧牲層的刻蝕是表面微加工的基礎(chǔ)。表面微加工技術(shù)的步驟：首先在基片上淀積絕緣層和犧牲層，然后淀積結(jié)構(gòu)層，經(jīng)光刻得到微結(jié)構(gòu)圖形。對(duì)此進(jìn)行濕法刻蝕，把犧牲層sio2去除，便可得到無(wú)支撐的微結(jié)構(gòu)。（3），高深度比微加工技術(shù)

LIGA技術(shù)被認(rèn)為是最佳高深度比的微加工技術(shù)，加工寬度為幾微米，深度高達(dá)1000um.且可實(shí)現(xiàn)微器件的批量生產(chǎn)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能制造三維微結(jié)構(gòu)器件，獲得的微結(jié)構(gòu)具有較大的深度比和精細(xì)的結(jié)構(gòu)，側(cè)壁陡峭，表面平整，它是X光深層光刻、微電鑄和微塑鑄三種工藝的有機(jī)結(jié)合。LIGA技術(shù)的主要工藝：X光掩膜制造、X光深度光刻技術(shù)和微鑄電技術(shù)。(4).鍵合技術(shù)

上述工藝制造的微構(gòu)件都是通過(guò)鍵合技術(shù)來(lái)制成微機(jī)械的器件，鍵合技術(shù)組要分為硅熔融鍵合和靜電鍵合兩種

2．微機(jī)電制造過(guò)程中常用的材料及其優(yōu)缺點(diǎn)。陶瓷、金屬、硅材料。常用的是硅。硅的優(yōu)點(diǎn)？回答出主要特征。

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所，微機(jī)電系統(tǒng)的制作材料分為 微結(jié)構(gòu)材料、微制動(dòng)材料 和 微傳感器材料。根據(jù)材料性能，微機(jī)電系統(tǒng)的制作材料分為 結(jié)構(gòu)材料 功能材料

智能材料

MEMS 常用材料

? 半導(dǎo)體材料：硅及其化合物等。

硅：特殊的晶體結(jié)構(gòu)使其具有各項(xiàng)異性，通過(guò)摻雜獲得的p型硅和n型硅具有不同的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。

儲(chǔ)量豐富，成本低；材質(zhì)的內(nèi)含雜質(zhì)極少，易于提純，純型硅的雜質(zhì)含量可降至十億分之一，因而本身的內(nèi)耗少，力學(xué)性能穩(wěn)定。硅材料質(zhì)量輕，密度是不銹鋼的 1／3.5。彎曲強(qiáng)度高，為不銹鋼的3.5倍。硅的熔點(diǎn)高（1400），約為鋁的兩倍，高熔點(diǎn)使其具有良好的高溫穩(wěn)定性。硅的熱膨脹系數(shù)比鋼小8倍，比鋁小10倍。?

?

? ? 具有很好的導(dǎo)熱性，是不銹鋼的5倍。

機(jī)械品質(zhì)因數(shù)可高達(dá) 1000000，硅沒(méi)有機(jī)械遲滯性能，是理想的傳感器和致動(dòng)器材料。

與微電子集成電路工藝兼容，易與微機(jī)械和微電子線路集成；便于實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。硅氧化物：摻雜破壞的純硅材料電子的平衡，促使電子流動(dòng)加劇，導(dǎo)電性能得到提高。摻雜濃度越高，電阻率越低，越容易導(dǎo)電，多晶硅的特點(diǎn)

1、具有較寬的工作溫度范圍（－60度～＋300度）；

2、可調(diào)的電阻率特性；

3、可調(diào)的的溫度系數(shù)；

4、較高的應(yīng)變靈敏系數(shù)及容易調(diào)整。

5、與單晶硅壓阻膜相比，多晶硅壓阻膜可以在不同的材料襯底上制作,而且可以更有效地抑制溫度漂移，有利于長(zhǎng)期穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)。電致伸縮材料：壓電陶瓷、氧化鋅、石英等。

壓電陶瓷：用于致動(dòng)器和傳感器元件的壓電陶瓷，具有價(jià)廉、質(zhì)輕小巧、易于與基體結(jié)合、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。此外，它對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性的影響很小，并且通過(guò)分布排列可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，因而具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力和控制作用。

由于壓電陶瓷具有微小位移且精度高這一突出優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)微機(jī)械、微機(jī)器人微小位移控制的要求，用作壓電驅(qū)動(dòng)器是比較理想的。壓電陶瓷的極限應(yīng)變小，目前還不能作為結(jié)構(gòu)材料。具有較高的飽和磁致伸縮系數(shù)，即當(dāng)磁化飽和時(shí)，材料沿磁化方向的伸縮比 較大，其值約為

微應(yīng)變。磁致伸縮材料：鎳鐵合金等。

磁致伸縮材料在磁場(chǎng)中的伸縮量很小，可以用在微機(jī)電系統(tǒng)中作為驅(qū)動(dòng)器（磁－機(jī)轉(zhuǎn)換）和接收器（機(jī)－磁轉(zhuǎn)換）等。形狀記憶材料：鎳鈦合金等。其它：特殊功能聚合物、復(fù)合材料及人工構(gòu)造薄膜材料、電流變液或磁流變液材料、納米相材料等。

硅的優(yōu)點(diǎn)：微機(jī)械加工技術(shù)源于微電子集成制造,所以在微機(jī)電系統(tǒng)中，硅是最常用的材料。硅屬硬脆材料，同時(shí)也有一定的彈性。硅材料常分為單晶硅、多晶硅和非晶硅。單晶硅具有良好的機(jī)械、物理性質(zhì)，其機(jī)械品質(zhì)因數(shù)可高達(dá)106數(shù)量級(jí)，滯后和蠕變極小。多晶硅薄膜與單晶硅有相近的敏感特性、機(jī)械特性，它在微機(jī)械加工中多用作中間加工層材料。硅具有良好的機(jī)電合一特性。它既有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又有優(yōu)良的電性能，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電器件的集成化。硅的加工精度比較高，容易生成絕緣薄膜。硅具有多種優(yōu)異的傳感特性，如壓阻效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等。硅材料質(zhì)量輕，密度為不銹鋼的1/3，而彎曲強(qiáng)度卻為不銹鋼的3.5倍，它具有高的強(qiáng)度密度比和高的剛度密度比。大部分微機(jī)械傳感器都使用硅制作的另一個(gè)重要理由是應(yīng)用硅微機(jī)械加工技術(shù)可以制作出尺寸從亞微米到毫微米級(jí)的微元件和微機(jī)構(gòu)，并且可達(dá)到極高的加工精度。

3．在制造微機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，其中最主要的環(huán)節(jié)是框架，主要由哪幾種工藝構(gòu)成的，每一種工藝的條件，制作薄膜有幾種工藝，每一種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。答：標(biāo)準(zhǔn)工藝有體硅工藝和表面工藝。體硅工藝：

1、定義鍵合區(qū)；光刻，刻蝕鍵槽。

2、擴(kuò)散參雜；離子注入形成接觸區(qū)，用于輕摻雜沉底。

3、形成金屬電極；光刻，腐蝕玻璃形成淺槽，濺射Ti/Pt/Au，剝離形成金屬電極。

4、硅/玻璃陽(yáng)極鍵合；雙面對(duì)準(zhǔn)，誤差5um。

5、硅片減薄；減薄（80-100um）KOH腐蝕，機(jī)械減薄，玻璃面劃片。

6、ICP刻蝕；濺射AI，光刻，刻蝕AI，IPC刻蝕Si，釋放結(jié)構(gòu)。表面工藝：

1、上層電極；淀積氧化硅，淀積氮化硅，淀積多晶硅，光刻，掩模，刻蝕多晶硅。

2、下層電極：淀積氧化硅，淀積氮化硅，淀積多晶硅，光刻，掩模，刻蝕多晶硅。

3、犧牲層：淀積PSG，光刻，刻蝕PSG。

4、刻蝕支撐點(diǎn)：光刻，刻蝕PSG。

5、淀積多晶硅：點(diǎn)擊多晶硅，應(yīng)力調(diào)整。

6、刻蝕多晶硅：光刻，刻蝕多晶硅。

7、釋放結(jié)構(gòu)：犧牲層腐蝕，防粘附處理。制作薄膜方法:

1、2、化學(xué)沉積：源材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成所材料沉積到沉底表面。（氣相和液相）

物理沉積：源材料直接轉(zhuǎn)移到沉底表面形成薄膜。（通常為氣相淀積）

制作薄膜工藝：PVD工藝，CVD工藝； PVD工藝：物理氣相沉積（PVD）；

基本原理：在真空狀態(tài)下，加熱源材料，是原子或分子從源材料表面 逸出從而在襯底上生長(zhǎng)薄膜的方法。優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、薄膜純度高、成膜速率快。缺點(diǎn)：

薄膜與襯底附著力小、臺(tái)階覆蓋差。CVD工藝： 特點(diǎn)：反應(yīng)物和副產(chǎn)物為氣體，成膜速度快，薄膜的成分精確可控，淀積膜結(jié)構(gòu)完整、致密，與襯底粘附性好，極佳的臺(tái)階覆蓋能力，可以獲得平滑的沉積表面，CVD某些成膜溫度遠(yuǎn)低于體材料的熔點(diǎn)，可得到高純度、結(jié)晶完全的膜層。

4.如何來(lái)制作一個(gè)懸臂梁？工藝有哪些？主要考犧牲層工藝。答：

第1 步,在清洗后的硅約束基底上長(zhǎng)215 μm厚的PSG膜。

第2 步,利用光刻得到制作覆蓋在PSG表面的用于刻蝕PSG膜的掩模1 ,采用等離子干法刻蝕方 法(RIE ,Reactive Ion Etch)刻蝕PSG膜。

第3 步,利用光刻得到制作覆蓋在PSG表面的用于沉積氮化硅(SiNx)和鋁(Al)膜的掩模2。第4 步,利用掩模2 ,在硅約束基底和PSG膜上長(zhǎng)0.5μm 厚的氮化硅(SiNx)膜。第5 步,在氮化硅(SiNx)膜上濺射0.3 μm 厚鋁膜,形成雙材料梁。

第6 步,最后把余留的光刻膠和其上的Au 一起去除,最后,犧牲層的釋放。

工藝：備片，淀積，退火。光刻，刻蝕，去膠，光刻，淀積，退火，濺射，去膠，釋放。

MEMS 可變電容的制作工藝中的犧牲層釋放

犧牲層技術(shù)：是制造表面微機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵與核心技術(shù),所謂犧牲層技術(shù)就是利用不同材料在1 種腐蝕液(或腐蝕氣體)中腐蝕速率的巨大差異,選擇性的腐蝕去掉結(jié)構(gòu)層薄膜下面的1 層材料(即犧牲層材料),從結(jié)構(gòu)層下面將犧牲層選擇性的腐蝕掉,留下的結(jié)構(gòu)層與襯底表面分開(kāi)(這一步腐蝕犧牲層工藝一般稱之為釋放),形成了表面距離等于犧牲層厚度的懸空梁結(jié)構(gòu)。犧牲層技術(shù)的關(guān)鍵在于犧牲層材料及腐蝕液,要使該腐蝕液對(duì)犧牲層腐蝕得很快而對(duì)犧牲層上、下方的結(jié)構(gòu)膜材料腐蝕得很慢,二者的腐蝕速率之比越大,機(jī)構(gòu)膜層受影響就越小,實(shí)現(xiàn) 的機(jī)構(gòu)就越精確與理想。二 概念題

1．尺寸效應(yīng)：所謂的尺寸效應(yīng)是指在經(jīng)典宏觀規(guī)律適用的條件下，結(jié)構(gòu)和器件的性能隨特征尺度減小發(fā)生的變化。

2.微機(jī)電系統(tǒng)： 微機(jī)電系統(tǒng)是由關(guān)鍵尺寸在亞微米至亞毫米范圍內(nèi)的電子和機(jī)械元件組成的器件或系統(tǒng)，它將傳感、處理與執(zhí)行融為一體，以提供一種或多種特定功能。

3.凝膠：柔軟而具有一定強(qiáng)度，在溶劑中不溶解，加熱不熔化的輕度化學(xué)交聯(lián)的聚合物。4.壓電材料：壓電材料是受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。

5.硅片鍵合技術(shù)：硅片鍵合技術(shù)是指通過(guò)化學(xué)和物理作用將硅片與硅片、硅片與玻璃或其它材料緊密地結(jié)合起來(lái)的方法。陽(yáng)極鍵合

陽(yáng)極鍵合又稱靜電鍵合或場(chǎng)助鍵合。陽(yáng)極鍵合技術(shù)可將硅與玻璃、金屬及合金在靜電場(chǎng)作用下鍵合在一起，中間勿需任何粘接劑。鍵合界面具有良好的氣密性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。陽(yáng)極鍵合技術(shù)已被廣泛使用。硅與玻璃的鍵合可公大氣或真空環(huán)境下完成。鍵合溫度為180一500℃，接近于玻璃的退火點(diǎn)，但在玻璃的熔點(diǎn)(500一900℃)以下。

三 計(jì)算題

懸臂梁陳述制作工藝。懸臂梁制作加速度計(jì)，測(cè)量原理。定量說(shuō)明梁的彎曲與加速度的關(guān)系。MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度計(jì)就是使用MEMS技術(shù)制造的加速度計(jì)。由于采用了微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，使得其尺寸大大縮小，一個(gè)MEMS加速度計(jì)只有指甲蓋的幾分之一大小。MEMS加速度計(jì)具有體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

梳狀驅(qū)動(dòng)電極。靜電力梳狀驅(qū)動(dòng)電極理論上推導(dǎo)出力和能量之間的關(guān)系。

梳狀驅(qū)動(dòng)器操作通過(guò)使用邊緣領(lǐng)域拉一套驅(qū)動(dòng)到其他驅(qū)動(dòng)里。在微機(jī)電系統(tǒng)梳狀驅(qū)動(dòng)器是其中較為常見(jiàn)的致動(dòng)器。

第三篇：MEMS微機(jī)電系統(tǒng)考試總結(jié)

1、微機(jī)電制造工藝有哪些，及其主要技術(shù)特征是哪些？

目前，常用的制作微機(jī)電系統(tǒng)器件的技術(shù)主要有三種。

第一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機(jī)械加工手段，即利用大機(jī)器制造小機(jī)器，再利用小機(jī)器制造微機(jī)器的方法。

第二種是以美國(guó)為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工，形成硅基微機(jī)電系統(tǒng)器件。

第三種是以德國(guó)為代表的LIGA(即光刻、電鑄和塑鑄)技術(shù)，它是利用X射線光刻技術(shù)，通過(guò)電鑄成型和塑鑄形成深層微結(jié)構(gòu)的方法。

上述第二種方法與傳統(tǒng)IC工藝兼容，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械和微電子的系統(tǒng)集成，而且適合于批量生產(chǎn)，已經(jīng)成為目前微機(jī)電系統(tǒng)的主流技術(shù)。LIGA技術(shù)可用來(lái)加工各種金屬、塑料和陶瓷等材料，并可用來(lái)制做深寬比大的精細(xì)結(jié)構(gòu)(加工深度可以達(dá)到幾百微米)，因此也是一種比較重要的微機(jī)電系統(tǒng)加工技術(shù)。LIGA技術(shù)自八十年代中期由德國(guó)開(kāi)發(fā)出來(lái)以后得到了迅速發(fā)展，人們已利用該技術(shù)開(kāi)發(fā)和制造出了微齒輪、微馬達(dá)、微加速度計(jì)、微射流計(jì)等。第一種加工方法可以用于加工一些在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的微機(jī)械裝置，如微型機(jī)器人、微型手術(shù)臺(tái)等。

2、在微機(jī)電系統(tǒng)制造過(guò)程中，常用的材料有哪幾種，每一種材料的優(yōu)缺點(diǎn)。陶瓷、金屬、硅材料。常用的是硅。硅的優(yōu)點(diǎn)？回答出主要特征。答：壓電材料、記憶合金、巨磁材料、半導(dǎo)體材料：硅及其化合物等

電致伸縮材料：壓電陶瓷、氧化鋅、石英等 磁致伸縮材料：鎳鈦合金

壓電材料的優(yōu)點(diǎn)

1、充當(dāng)容性負(fù)載, 在靜態(tài)操作時(shí)需要非常小的功率,簡(jiǎn)化電源需求。

2、充當(dāng)容性負(fù)載,需要非常小的功率在靜態(tài)操作,簡(jiǎn)化電源需求。

3、可達(dá)到大約1/1000的張力

記憶合金的優(yōu)點(diǎn)

1、產(chǎn)生很大的力

2、比著其他材料有很大的變形

3、沒(méi)有污染和噪聲 缺點(diǎn) 1 延遲效應(yīng)

2、根據(jù)專門的應(yīng)用必須分類

硅是用來(lái)制造集成電路的主要原材料。由于在電子工業(yè)中已經(jīng)有許多實(shí)用硅制造極小的結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)，硅也是微機(jī)電系統(tǒng)非常常用的原材料。硅的物質(zhì)特性也有一定的優(yōu)點(diǎn)。單晶體的硅遵守胡克定律，幾乎沒(méi)有彈性滯后的現(xiàn)象，因此幾乎不耗能，其運(yùn)動(dòng)特性非常可靠。此外硅不易折斷，因此非常可靠，其使用周期可以達(dá)到上兆次。一般微機(jī)電系統(tǒng)的生產(chǎn)方式是在基質(zhì)上堆積物質(zhì)層，然后使用平板印刷和蝕刻的方法來(lái)讓它形成各種需要的結(jié)構(gòu)。硬度非常強(qiáng)，相對(duì)較輕

3、在制造微機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，其中最主要的環(huán)節(jié)是框架，主要由哪幾種工藝，每一種工藝的條件制作薄膜有幾種工藝，每一種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。

硅表面微機(jī)械加工技術(shù)包括制膜工藝和薄膜腐蝕工藝。制膜工藝包括濕法制膜和干式制膜。濕法制膜包括電鍍（LIGA工藝）、澆鑄法和旋轉(zhuǎn)涂層法、陽(yáng)極氧化工藝。其中LIGA工藝是利用光制造工藝制作高寬比結(jié)構(gòu)的方法，它利用同步輻射源發(fā)出的X射線照射到一種特殊的PMMA感光膠上獲得高寬比的鑄型，然后通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍的方法得到所要的金屬結(jié)構(gòu)。干式制膜主要包括CVD（Chemical Vapor Deposition）和PVD（Physical Vapor Deposition）。薄膜腐蝕工藝主要是采用濕法腐蝕，所以要選擇合適的腐蝕液。

3、在制造微機(jī)電系統(tǒng)時(shí)，其中最主要的環(huán)節(jié)是frame，主要由哪幾種工藝，每一種工藝的條件 制作薄膜有幾種工藝，每一種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。答：標(biāo)準(zhǔn)工藝有體硅工藝和表面工藝。體硅工藝：

1、定義鍵合區(qū)；光刻，刻蝕鍵槽。

2、擴(kuò)散參雜；離子注入形成接觸區(qū)，用于輕摻雜沉底。

3、形成金屬電極；光刻，腐蝕玻璃形成淺槽，濺射Ti/Pt/Au，剝離形成金屬電極。

4、硅/玻璃陽(yáng)極鍵合；雙面對(duì)準(zhǔn)，誤差5um。

5、硅片減薄；減薄（80-100um）KOH腐蝕，機(jī)械減薄，玻璃面劃片。

6、ICP刻蝕；濺射AI，光刻，刻蝕AI，IPC刻蝕Si，釋放結(jié)構(gòu)。表面工藝：

1、上層電極；淀積氧化硅，淀積氮化硅，淀積多晶硅，光刻，掩模，刻蝕多晶硅。

2、下層電極：淀積氧化硅，淀積氮化硅，淀積多晶硅，光刻，掩模，刻蝕多晶硅。

3、犧牲層：淀積PSG，光刻，刻蝕PSG。

4、刻蝕支撐點(diǎn)：光刻，刻蝕PSG。

5、淀積多晶硅：點(diǎn)擊多晶硅，應(yīng)力調(diào)整。

6、刻蝕多晶硅：光刻，刻蝕多晶硅。

7、釋放結(jié)構(gòu)：犧牲層腐蝕，防粘附處理。制作薄膜方法:

1、2、化學(xué)沉積：源材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成所材料沉積到沉底表面。（氣相和液相）物理沉積：源材料直接轉(zhuǎn)移到沉底表面形成薄膜。（通常為氣相淀積）

制作薄膜工藝：PVD工藝，CVD工藝； PVD工藝：物理氣相沉積（PVD）；

基本原理：在真空狀態(tài)下，加熱源材料，是原子或分子從源材料表面逸出從而在襯底上生長(zhǎng)薄膜的方法。優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、薄膜純度高、成膜速率快。缺點(diǎn)：

薄膜與襯底附著力小、臺(tái)階覆蓋差。CVD工藝：

特點(diǎn)：反應(yīng)物和副產(chǎn)物為氣體，成膜速度快，薄膜的成分精確可控，淀積膜結(jié)構(gòu)完整、致密，與襯底粘附性好，極佳的臺(tái)階覆蓋能力，可以獲得平滑的沉積表面，CVD某些成膜溫度遠(yuǎn)低于體材料的熔點(diǎn)，可得到高純度、結(jié)晶完全的膜層。

第四題：簡(jiǎn)單的回答題

10分 如何來(lái)制作一個(gè)懸臂梁？工藝有哪些？主要考犧牲層工藝。答：

第1 步,在清洗后的硅約束基底上長(zhǎng)215 μm厚的PSG膜。

第2 步,利用光刻得到制作覆蓋在PSG表面的用于刻蝕PSG膜的掩模1 ,采用等離子干法刻蝕方 法(RIE ,Reactive Ion Etch)刻蝕PSG膜。

第3 步,利用光刻得到制作覆蓋在PSG表面的用于沉積氮化硅(SiNx)和鋁(Al)膜的掩模2。第4 步,利用掩模2 ,在硅約束基底和PSG膜上長(zhǎng)0.5μm 厚的氮化硅(SiNx)膜。第5 步,在氮化硅(SiNx)膜上濺射0.3 μm 厚鋁膜,形成雙材料梁。第6 步,最后把余留的光刻膠和其上的Au 一起去除,最后,犧牲層的釋放。

工藝：備片，淀積，退火。光刻，刻蝕，去膠，光刻，淀積，退火，濺射，去膠，釋放。

MEMS 可變電容的制作工藝中的犧牲層釋放

犧牲層技術(shù)：是制造表面微機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵與核心技術(shù),所謂犧牲層技術(shù)就是利用不同材料在1 種腐蝕液(或腐蝕氣體)中腐蝕速率的巨大差異,選擇性的腐蝕去掉結(jié)構(gòu)層薄膜下面的1 層材料(即犧牲層材料),從結(jié)構(gòu)層下面將犧牲層選擇性的腐蝕掉,留下的結(jié)構(gòu)層與襯底表面分開(kāi)(這一步腐蝕犧牲層工藝一般稱之為釋放),形成了表面距離等于犧牲層厚度的懸空梁結(jié)構(gòu)。犧牲層技術(shù)的關(guān)鍵在于犧牲層材料及腐蝕液,要使該腐蝕液對(duì)犧牲層腐蝕得很快而對(duì)犧牲層上、下方的結(jié)構(gòu)膜材料腐蝕得很慢,二者的腐蝕速率之比越大,機(jī)構(gòu)膜層受影響就越小,實(shí)現(xiàn) 的機(jī)構(gòu)就越精確與理想。

4、所謂“表面犧牲層”技術(shù)，即在形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)的空腔或可活動(dòng)的微結(jié)構(gòu)過(guò)程中，先在下層薄膜上用結(jié)構(gòu)材料淀積所需的各種特殊結(jié)構(gòu)件，再用化學(xué)刻蝕劑將此層薄膜腐蝕掉，但不損傷微結(jié)構(gòu)件，然后得到上層薄膜結(jié)構(gòu)（空腔或微結(jié)構(gòu)件）。由于被去掉的下層薄膜只起分離層作用，故稱其為犧牲層

尺寸效應(yīng)：所謂的尺寸效應(yīng)是指在經(jīng)典宏觀規(guī)律適用的條件下，結(jié)構(gòu)和器件的性能隨特征尺度減小發(fā)生的變化。尺寸效應(yīng)對(duì)MEMS的影響：在當(dāng)前MEMS所能達(dá)到的尺度下，宏觀世界基本的物理規(guī)律仍然起作用，但由于尺寸縮小帶來(lái)的影響，許多物理現(xiàn)象與宏觀世界有很 大區(qū)別，相應(yīng)物理量的作用可能發(fā)生急劇變化，而且與尺寸不一定成線性關(guān)系。原先在宏觀結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)作用的物理量在微結(jié)構(gòu)和器件中的作用可能下降，而另一些 次要作用力卻上升到主導(dǎo)地。

凝膠：柔軟而具有一定強(qiáng)度，在溶劑中不溶解，加熱不熔化的輕度化學(xué)交聯(lián)的聚合物。壓電材料：壓電材料是受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。

硅片鍵合技術(shù)：硅片鍵合技術(shù)是指通過(guò)化學(xué)和物理作用將硅片與硅片、硅片與玻璃或其它材料緊密地結(jié)合起來(lái)的方法。

第四篇：機(jī)電系統(tǒng)整改措施

機(jī)電系統(tǒng)整改措施

目前存在的主要缺陷主要是：礦井供電為單回路、井下通風(fēng)機(jī)未實(shí)現(xiàn)三專、臨時(shí)主排水設(shè)備單臺(tái)運(yùn)行，無(wú)備用泵，排水管路不完善，現(xiàn)入井電源電纜采用YJV非礦用電纜。

1、為集中抓好礦井供電、排水系統(tǒng)的不足，首先重點(diǎn)解決礦井供電雙回路王家莊至正文35KV線路跨鐵路段的線路架設(shè)，預(yù)計(jì)11月底完成該線路的架設(shè)。實(shí)現(xiàn)礦井供電雙回路。井下完成集中膠帶機(jī)頭變電所設(shè)備安裝工作，作為井下臨時(shí)供電的主配電室，實(shí)現(xiàn)10KV入井電源雙回路。機(jī)頭變電所內(nèi)安裝一臺(tái)200KVA風(fēng)機(jī)專用變壓器，實(shí)現(xiàn)局扇通風(fēng)機(jī)“三專”，礦井供電由6KV單回路改為10KV雙回路供電。同時(shí)撤出現(xiàn)入井6KV電源。風(fēng)井井底、副井井底臨時(shí)水倉(cāng)各增設(shè)1臺(tái)主排水泵，分別為：型號(hào)：MD85—45×7，功率：132KW；型號(hào)：D46—30×8，功率：55KW。使臨時(shí)主排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用，雙回路供電。作為礦井二期工程施工的供電與排水系統(tǒng)，以上各項(xiàng)工程11月底完成。

2、進(jìn)一步做好井下主變電所、主排水泵的安裝準(zhǔn)備工作，11月底完成35KV變電站至井下主變電所兩條3×240mm2電纜的敷設(shè)工作，為下一步永久供電、排水系統(tǒng)的形成做好準(zhǔn)備工作。

第五篇：機(jī)電系統(tǒng)匯報(bào)材料

機(jī)電系統(tǒng)匯報(bào)材料

機(jī)運(yùn)系統(tǒng)在兩級(jí)公司和礦黨政正確領(lǐng)導(dǎo)下，緊緊圍繞安全示范礦井建設(shè)，以管理、裝備、培訓(xùn)為工作重點(diǎn)，大力開(kāi)展整章建制，完善標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，示范工程建設(shè)，系統(tǒng)建設(shè)完善，重大隱患治理活動(dòng)。以機(jī)運(yùn)系統(tǒng)能力核定，地面庫(kù)房、廠房專項(xiàng)整治及治理達(dá)標(biāo)為重點(diǎn)工作，大力開(kāi)展亮點(diǎn)工程建設(shè)、系統(tǒng)建設(shè)。機(jī)運(yùn)系統(tǒng)各項(xiàng)工作進(jìn)展有序，循序展開(kāi)，取得了較好成績(jī)。

二、供電理方面：

1、以紅頭文件形式下發(fā)了春、秋兩季電氣預(yù)防性檢查工作安排，并對(duì)檢查項(xiàng)目進(jìn)行一一落實(shí)考核。

2、五采區(qū)2#變電所已高達(dá)標(biāo)治理完成，成為集團(tuán)公司井下變電所的亮點(diǎn)工程。

3、金山溝風(fēng)機(jī)房、變電所高標(biāo)準(zhǔn)投用。

4、對(duì)平峒6KV變電所617、618回路進(jìn)行了調(diào)整，北區(qū)中央變帶五采區(qū)1#變電所二回路高開(kāi)進(jìn)行了合并、更換，目前井上下雙回路供電實(shí)現(xiàn)了分列運(yùn)行，提高了供電系統(tǒng)的可靠性。

5、礦井雙電源環(huán)供問(wèn)題：積極與汾河公司、臨汾供電工程公司聯(lián)系，目前劉家垣站已改造完成，由于鋪設(shè)時(shí)下1-4#桿塔下方有八趟10KV線路，線路只鋪設(shè)完成，預(yù)計(jì)十月中旬可投用。

6、對(duì)電纜進(jìn)行了高標(biāo)準(zhǔn)治理，治理效果井下電纜全部整掛一條線。

7、由于季節(jié)變化，井下潮濕比較嚴(yán)重為了保證礦井供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低事故發(fā)生率，組織相關(guān)人員對(duì)井下所有電器設(shè)備及各隊(duì)組的防潮臺(tái)帳進(jìn)行了全面檢查。

8、35KV站主變?cè)鋈莞脑旎üこ倘客旯ぃ轮醒渴掷m(xù)審批完畢后可投用。

9、井上、下電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)”現(xiàn)網(wǎng)線敷設(shè)以全部完工，十月十五日前可調(diào)試投用。

10、對(duì)井下各變電所進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)機(jī)電下發(fā)供電系統(tǒng)要求一臺(tái)高開(kāi)帶一臺(tái)移變的供電系統(tǒng)。

二、機(jī)電運(yùn)輸管理方面：

1、修訂完善了《機(jī)電管理制度》、《各機(jī)電工種崗位責(zé)任制》、《機(jī)電工種崗位危險(xiǎn)源辨識(shí)》，并裝訂成冊(cè)。

2、制定下發(fā)了《機(jī)電包機(jī)組管理責(zé)任制考核制度》、《關(guān)于開(kāi)展機(jī)電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)及示范工程建設(shè)活動(dòng)的工作安排》、《礦井關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)備定期強(qiáng)制檢修管理規(guī)定》、《示范主膠帶輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)》、《示范主提升機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)》、《示范井下人車站臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)》、《鋼絲繩管理規(guī)定》、《關(guān)于開(kāi)展機(jī)電運(yùn)輸隱患專項(xiàng)整治活動(dòng)工作的安排》等文件。

3、抓好機(jī)電培訓(xùn)工作，一是開(kāi)展好電鉗工崗位練兵培訓(xùn)人人過(guò)關(guān)活動(dòng)，培訓(xùn)合格率100%。

4、機(jī)電科加大了井下電氣設(shè)備完好，防爆檢查力度，并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分考核。

5、機(jī)分車間分區(qū)檢修，規(guī)類擺放、程序化作業(yè)，成為我礦地面亮點(diǎn)工程一次通達(dá)標(biāo)驗(yàn)收條，受到集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)高度贊揚(yáng)。

6、北區(qū)站臺(tái)架空線高標(biāo)準(zhǔn)治理投用。

7、順利完成了金山溝風(fēng)機(jī)安裝投用工作，解決了原風(fēng)機(jī)老化風(fēng)葉不能調(diào)整問(wèn)題，現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行良好。

8、對(duì)南北區(qū)煤庫(kù)安裝投用了三套電 動(dòng)漏煤斗，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)漏煤提了裝車效率降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

9、對(duì)地面原煤系統(tǒng)104皮帶機(jī)減速器進(jìn)行了進(jìn)口化改造，解決了104皮帶獨(dú)苗問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了104皮帶有備用有檢修。

10、對(duì)21臺(tái)電機(jī)車進(jìn)行了完好治理，并對(duì)10臺(tái)電機(jī)車進(jìn)行了載波改造，已投用效果良好，對(duì)人車進(jìn)行了全面檢修，并進(jìn)行噴漆防腐；

11、對(duì)地面原煤矸石山安裝可視擋車器一套；

12、組織運(yùn)輸工區(qū)對(duì)矸石山翻矸架進(jìn)行了更換，且使用效果良好。

13、根據(jù)山西焦煤、霍州煤電兩級(jí)公司的有關(guān)文件精神及安排，我礦成立了核算領(lǐng)導(dǎo)組，并嚴(yán)格遵照《煤礦生產(chǎn)能力核定與管理指南》有關(guān)要求，對(duì)礦井機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查、反復(fù)核算，依此完成了報(bào)告書。

14、根據(jù)礦統(tǒng)一安排開(kāi)展各種工種“崗位描述手指口述”活動(dòng)，機(jī)電科安排檢查落實(shí)，并進(jìn)行了詳細(xì)分工，由科長(zhǎng)牽頭各負(fù)責(zé)人參加對(duì)機(jī)電系統(tǒng)電各單位的皮帶司機(jī)、采煤機(jī)司機(jī)、刮板機(jī)司機(jī)、綜掘機(jī)司機(jī)、絞車司機(jī)、電機(jī)車司機(jī)、配電工、維修工、主扇司機(jī)、礦燈發(fā)放工等工種進(jìn)行“崗位描述手指口述”熟練程度檢查。共檢查 569人，截止9月25日以全部合格。

15、五采區(qū)水倉(cāng)基建工程已全部完成，設(shè)備已入井，安裝所需材

料配件于26日可回礦，10月10日前可安裝完成。