第一章 MEMS概論

1.1 MEMS的定義

微電子機械系統（micro electro mechanical systems, MEMS）技術是建立在微米/納米技術（micro/nano technology）基礎上的前沿技術，是指對微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。MEMS是微機械（微米/納米級）與集成電路（integrated circuit, IC）集成的微系統，是一種具有智能的微系統。MEMS就是對系統級芯片的進一步集成，我們幾乎可以在單個芯片上集成任何東西，像機械構件、驅動部件、光學系統、發音系統、化學分析、無線系統、計算系統、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。因此，MEMS技術是一門多學科交叉的技術。

微電子機械系統不僅能夠采集、處理與發送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據外部的指令采取行動。它既可以根據電路信號的指令控制執行元件實現機械驅動，也可以利用傳感器探測或接受外部信號。傳感器將轉換后的信號經電路處理，再由執行器變為機械信號，完成執行命令的操作。它用微電子技術和微加工技術相結合的制造工藝，實現了微電子與機械裝置的融合，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器、信號處理和控制電路、接口電路和微系統。

MEMS用于傳統大尺寸系統所不能完成的任務，也可以把獨立的微傳感器和微執行器直接嵌入到大尺寸系統中。習慣上依據機械器件結構的尺寸，將特征尺寸在1 μm～1mm范圍內的機械稱為微型機械，特征尺寸在1nm～1μm的機械稱為納米機械。由這些微機械所構成的機電系統稱為微納機電系統。