传感器发展到今天，小型化、智能化、集成化已成为升级的必由之路。今天，我们将为大家介绍传感器家族的迷你产品——MEMS传感器。
什么是MEMS传感器？
MEMS的全称是Micro-ElectroMechanical System。微机电系统是指集成微机构、微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、接口、通信和电源的可批量生产的系统。一个或多个芯片上的微型设备或系统。 MEMS传感器是利用微电子和微机械技术制造的新型传感器。
MEMS是采用传统半导体工艺和材料在半导体制造技术基础上发展起来的先进制造技术。学科交叉现象极为明显，主要涉及微加工技术、力学/固体声波理论、热流理论、电子学等。 、材料、物理、化学、生物、医学等。经过40多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。
加工工艺：
MEMS技术基于已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工技术。它与传统IC工艺有很多相似之处，如光刻、薄膜沉积、掺杂、蚀刻、化学机械抛光工艺等。然而，一些复杂的微结构很难用IC工艺实现，必须采用微加工技术来制造。
微加工技术包括硅体微加工技术、表面微加工技术和特种微加工技术。体加工技术是指沿硅衬底厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺，包括湿法刻蚀和干法刻蚀，是实现三维结构的重要方法。表面微机械加工采用薄膜沉积、光刻和蚀刻工艺，通过在牺牲层薄膜上沉积结构层薄膜，然后去除牺牲层以释放结构层来实现可移动结构。
除了上述两种微机械加工技术外，MEMS制造还广泛采用多种特殊加工方法。常见方法包括键合、LIGA、电镀、软光刻、微成型、微立体光刻和微电火花加工。等待。
申请材料：
硅基材料：大多数集成电路和MEMS的原材料是硅（Si）。这种神奇的第六族元素可以从二氧化硅中大量提取。什么是二氧化硅？简单来说kaiyun全站网页版登录，就是沙子。经过一系列复杂的加工工序，莎莎君变成了单晶硅，长这样：
这个长柱子，直径可以是1英寸（2.5厘米）到12英寸（30厘米），被切割成层层500微米厚的硅片（英文：wafer，与wafer同一个字）kaiyun.ccm，长成这样：
采用硅基材料，具有优良的电性能。硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝相似，导热系数与钼和钨接近。如果单个MEMS传感器芯片的面积为5毫米×5毫米，则可以从8英寸（直径20厘米）的硅片上切出大约1000个MEMS传感器芯片，分摊到每个芯片的成本可以大大提高减少。
非硅材料：近年来，MEMS材料应用逐渐被非硅材料取代云开·全站体育app登录，学术研究人员目前重点关注聚合物基和纸基微器件的开发。利用这些材料开发的器件不仅工艺环保，而且制造设备简单、成本低廉。与硅材料相比，他们的研发预算大幅减少。聚合物和纸基微型设备的许多创新都针对医疗应用，其中生物相容性和材料灵活性是基本要求。
基于纸和聚合物的微型器件的功能和性能的开发仍处于相对较早的阶段，并且尚未开发出用于此类器件的生产设施。这些新技术的成熟和商业化可能需要10年以上的时间。因此，基于硅材料的微型器件的研究还有大量创新工作要做，否则将面临发展停滞的风险。
技术优势：
利用MEMS技术制造传感器、执行器或微结构具有小型化、集成化、智能化、低成本、高效率、可批量生产等特点，产能高、良率高。 MEMS技术使得每个晶圆上都出现数以万计的MEMS芯片（有些工艺也在同一步骤中加工集成电路芯片），如下图所示。
该批量生产过程目前已完全自动化和受控，隔离了人为因素，保证了每个MEMS芯片之间的工艺误差能够得到严格控制，从而提高良率。经过切片和封装后，它们成为单独的MEMS芯片。从外观上看，大多数MEMS芯片和集成电路芯片是相似的。
综上所述，微米级的特征尺寸使得MEMS传感器可以完成传统机械传感器无法实现的某些功能。它是微型传感器的主力军，正在逐步取代传统的机械传感器。广泛应用于消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药等领域。常见产品包括压力传感器、加速度计、陀螺仪、静电驱动光投影显示器、DNA 放大微系统和催化传感器。
与传统传感器的区别：
下图中，以麦克风为例，我们可以更清楚地了解传统麦克风和MEMS麦克风的区别。
传统驻极体麦克风：
MEMS麦克风：
图中，传统麦克风的七八个机械配件全部集成到一个小型MEMS传感器芯片中。它的尺寸非常小，重量也非常轻。由于是芯片制作，一致性好，功耗低，更容易量产。但技术要求非常高。 MEMS传感器的出现极大地满足了大家对小尺寸、高性能产品的要求。
MEMS传感器的分类
MEMS传感器不仅可以感知被测参数并将其转换成便于测量的信号；它们还可以对获得的信号进行分析、处理、识别和判断，因此被形象地称为智能传感器。
MEMS传感器的种类很多，分类的方法也有很多。按工作原理分类如下：
每个MEMS传感器都有多种细分方法。例如，加速度计根据检测质量的运动方式来划分，包括角振动型和线性振动型加速度计。常见的MEMS传感器有压力传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪、惯性传感器、MEMS硅麦克风等； MEMS传感器种类繁多，可测量数以万计，不同MEMS之间参数也很多，没有完全标准的工艺。
MEMS工艺流程
MEMS传感器作为国际竞争战略的重要标志性产业，以其较高的技术含量和广阔的市场前景吸引了世界各国的关注。近十年来，中国MEMS传感器产业生态圈逐步完善。从研发、设计、代工、封装测试到应用，完整的产业链已基本形成。国家还对MEMS传感器产业提供了前所未有的政策支持。
我国MEMS产业发展面临重大机遇，特别是移动互联网、物联网的快速发展，将对MEMS产业产生深远影响，将催生大量新产品、新应用，带动MEMS产品在日常生活和工业中的应用。生产上的普及。
