浅谈微机电系统技术现状及应用趋势

针对国际微机电系统（MEMS）发展趋势和未来的产业化前景,结合我国社会经济发展的需要,本文介绍了MEMS国内外发展状况,并对MEMS市场及应用进行了分析与探讨,以期为开展MEMS的研究与开发提供参考。     

MEMS惯性技术的发展及应用

MEMS惯性技术是近年来战术级惯性导航的研究热点,也是惯性导航技术未来的主要发展方向之一。本文介绍了MEMS惯性传感器的发展概况,结合Draper实验室的MEMS惯性系统项目计划介绍了MEMS惯性系统的发展,分别介绍了MEMS惯性测量单元和MEMS组合导航技术的最新进展,并展望了MEMS惯性系统的发展趋势。高性能MEMS陀螺、芯片级MEMS-IMU和MEMS组合导航系统是MEMS惯性技术未来的发展趋势。     

局域图形上的碳纳米管可控生长及转移

射频通信领域中,开关触点材料对射频微电子机械系统(RF MEMS)开关的性能影响很大.在图形化的二氧化硅(SiO2)基底上采用热化学气相沉积(TCVD)法通过“分段”方法生长出了长度为1 ～ 20 μm可控的垂直均匀的优质碳纳米管(CNT)微阵列,并结合MEMS工艺将CNT/Au复合触点转移到了玻璃基底上.转移前在面积分别为30～ 120 μm2碳管阵列顶端镀金,测量出CNT/Au电极阻值分布在0.429～0.612 Ω,与相同面积Au电极(0.421 Ω)导电性能相差不大.因此,CNT/Au是一种潜在优良的MEMS开关触点材料.     

碳纳米管在MEMS微电极中的应用研究

采用丝网印刷技术,将配制好的碳纳米管浆料涂敷到金属衬底上,形成碳纳米管薄膜,用四探针仪及表面轮廓仪分别测量了薄膜的方块电阻和表面粗糙度。结果表明,将碳纳米管球磨1 h,以质量比10%~12%与有机溶剂混合配制成浆料,丝网印刷后在真空烘箱内加热至100℃,干燥1 h,最后350℃烧结40 min,所获得的碳纳米管薄膜具有较好的导电性和较平整的表面。根据测量结果,优化了工艺参数,并结合微细加工技术获得了碳纳米管MEMS微电极。     

MEMS惯性传感器技术的误差补偿及可靠性研究

文章基于MEMS惯性传感器中加速度计与陀螺仪的基本工作原理,采用建立误差模型的方法,对MEMS惯性待感器的系统误差和随机误差进行误差补偿方法的相关研究;根据涵盖了绝大部分针对环境失效机理的可靠性试验项目MIL-STD-883进行MEMS惯性传感器的可靠性研究,同时总结相应的可靠性试验研究方法,并对未来的发展趋势提出几点浅见。     

MEMS综合与设计优化

研究与探讨MEMS综合这一新技术。MEMS综合即是要实现MEMS的自动化设计与设计优化。分析MEMS综合与VLSI中的综合方法之间的区别之处。对比了现有的几种综合算法：MOGA多目标基因算法、SA模拟热退火算法以及特定目标方法。研究了国外现有的MEMS综合的过程、步骤与综合方法,结合实例说明了国外研究现状。     

产品

Digi—Key全球代销的Discera Inc．MEMS振荡器将取代石英时钟器件;Colibrys推出新型宽带电容式振动传感器取代HUMS压阻式传感器;英国研究人员研发出新型碳纳米管化学微传感器;一种基于纳米结构的超灵敏度磁性传感器;     

MEMS的研究现状及其进展

本文从MEMS有关的材料、加工工艺、设计方法、仿真模拟、封装和可靠性等方面,阐释MEMS的研究现状,概论MEMS相关技术的发展趋势.     

微光机电系统(MOEMS)的研究现状及展望

微机械加工技术的发展为MEMS与微光学技术的结合应用提供了可能。MOEMS作为一个新兴的多学科交叉的研究领域正在兴起。着重介绍了建立在MEMS工艺基础上的MOEMS技术近年研究和开发取得的一些新进展及国内研究现状，阐述了MOEMS的基本特征，列举了一些典型的MOEMS系统，并分析了MOEMS技术的发展趋势。     

MEMS技术对火控系统的影响

结合火控系统的发展趋势,说明了MEMS技术在火控系统中的应用,分析了MEMS技术在机械结构、系统性能以及体系结构等方面对火控系统的影响.     

移动互联网络时代MEMS技术的创新发展

微电子机械系统(MEMS)技术是半导体微电子学的创新,利用Si基集成电路的平面工艺从两维加工向三维加工发展,开创了MEMS新的领域。综述并分析了与信息产业以及移动网络相关的MEMS主流产品(加速度计、陀螺仪、微麦克风、数字微镜器件(DMD)、喷墨头和RF MEMS)的技术发展现状和趋势,同时预测了MEMS新兴产品(光滤波器、微小电子鼻、微扬声器、微超声器、微能量采集器和纳机电系统(NEMS))的科研现状和面临的技术挑战。从当前世界MEMS技术发展的特点(系统集成、与CMOS工艺结合走向标准加工、纳米制造与微米、纳米融合和多应用领域扩展)出发,结合国内MEMS技术发展的现状,提出我国MEMS技术发展的建议。     

MEMS高精度电容读出电路的单芯片集成研究

MEMS电容式传感器的迅速发展为后续集成化读出电路的设计提出了巨大挑战.系统地分析了制约微传感器高精度电容读出电路设计的主要因素,回顾了目前主要的几种读出电路结构,阐述了这些电路的基本原理,并对影响电路分辨率的主要设计参数进行了分析和对比,最后探讨了电容式读出电路设计的发展趋势.     

MEMS技术现状与发展前景

介绍了微电子机械系统（MEMS）技术的发展现状、加工工艺及产品市场。结合MEMS材料与加工技术,讨论了MEMS产品的封装技术及存在的问题,展望了MEMS技术的发展前景。     

MEMS技术现状及应用

微机电系统(MEMS)技术是一门新兴的技术,它将微电子技术和精密机械加工技术融合在一起,实现了微电子与机械的融为一体。近年来,对MEMS的技术发展、加工工艺及其产业化的研究也被越来越多的人所重视。文章介绍了MEMS的特点与技术发展现状、MEMS器件的类型及其功能,并以多层弯曲磁芯结构微执行器为例介绍了磁驱动微执行器工作原理与制作工艺过程。     

A micromachined vacuum triode using a carbon nanotube cold cathode

A fully integrated on-chip vacuum microtriode using carbon nanotubes as field emitters was constructed laterally on a silicon surface using microelectromechanical systems (MEMS) design and fabrication principles. Each electrode in the triode was made of a hinged polycrystalline silicon panel that could be rotated and locked into an upright position. The device was operated at a current density as high as 16 A/cm/sup 2/. Although the transconductance was measured only at 1.3 /spl mu/S, the dc output power delivered at the anode was almost 40 /spl times/ more than the power lost at the grid electrode. The technique combines high-performance nano-materials with mature solid-state fabrication technology to produce miniaturized power-amplifying vacuum devices in an on-chip form, which could potentially offer a route of integrating vacuum and solid-state electronics and open up new applications for "old-fashioned" vacuum tubes.     

无线通信系统中的MEMS天线

本文分析了常见的MEMS天线及其应用,包括多对称锥形弯曲缝隙微带天线、用于WLAN中的微尺度宽频天线、开关式微机械毫米波天线、微机械自适应贴片天线等,对这些天线的结构原理、制造方法及其性能做了分析。这些天线设计简单、可用CMOS工艺制造、利于集成,兼有宽频、高辐射效率、小尺度等优点。但相对普通天线而言,这些制造工艺明显复杂、尺度更微小,增加了实现难度,要实现MEMS天线批量应用,还需要在基础理论及其微细工艺进行研究。最后,对MEMS天线在无线通信系统中的应用作出展望。     

微电子机械系统

本文对国外微电子机械系统的研究现况作了评述，介绍了ＭＥＭＳ的主要技术和它的应用情况，对国外的一些主要研究机构的情况进行了分析，最后就我国ＭＥＭＳ的发展提出了一些建议。     

MEMS薄膜泊松比测试方法的研究进展

综述了MEMS薄膜泊松比的测试方法,简述了测试薄膜泊松比的目的和意义。结合测试环境与测试手段详细地列举了几类常用的测试方法:拉伸法、纳米压痕法、鼓膜法、谐振法、弯曲法和扭转变形法,介绍了各种测试方法的发展过程,并分析了各种测试方法在使用中所面临的关键问题。最后,从可操作性、精确度和适用范围等方面比较了各种方法的优劣,给出了测试方法选取的建议,并对MEMS薄膜测试技术的发展进行了展望,指出在线测试技术将推动MEMS薄膜测试技术的进一步发展。     

三维集成封装中的TSV互连工艺研究进展

为顺应摩尔定律的增长趋势,芯片技术已来到超越"摩尔定律"的三维集成时代。电子系统进一步小型化和性能提高,越来越需要使用三维集成方案,在此需求推动下,穿透硅通孔(TSV)互连技术应运而生,成为三维集成和晶圆级封装的关键技术之一。TSV集成与传统组装方式相比较,具有独特的优势,如减少互连长度、提高电性能并为异质集成提供了更宽的选择范围。三维集成技术可使诸如RF器件、存储器、逻辑器件和MEMS等难以兼容的多个系列元器件集成到一个系统里面。文章结合近两年的国外文献,总结了用于三维集成封装的TSV的互连技术和工艺,探讨了其未来发展方向。     

非线性光限幅材料的研究进展

通过对线性、非线性以及相变激光防护材料性能的简要比较,综合分析半导体材料、金属酞菁类化合物、C60及其衍生物、无机金属团簇化合物及碳纳米管材料的光限幅特性.基于碳纳米管材料具有限幅阈值低、限幅波段宽、响应时间短等优势,进一步论述了其在光限幅应用中的研究进展,指出该光限幅材料在材料化及器件化方面需要更深入的探索,以期能够更好地用于光限幅领域.