微电子机械工程

　　在过去的35年中，电子技术发展十分迅猛。电子工业正凭借它的优势，从每18个月使一个微芯片上半导体管数翻一番的速度运行着，并引起了电子工业的革命。在一个邮票大小的范围内制造出数百万个微单元器件已引起手提电话和个人计算机等制造领域的极大兴趣。

　　利用微电子材料和工艺，可构造出微梁、槽、齿轮、薄膜以及电机，微电机能用来驱动原子以及打开或关闭激励微流量液体的微阀。这些机械元件的大小要用微米来计算。并且象半导体工业一样，一次能制造出数百万个元件。

　　在今后的五十年中，硅结构工程可能象前几十年微电子那样给社会带来深远的影响。电子计算和存储电路虽在实际中很有用，但它们在控制和导电方面做的并不比细导线多。而微机械设备将把物理窗口提供给电子系统，允许它们探测和控制运动、光、声、热以及其他的物理量。并且利用电子线路制造过程能在微芯片上制造出信息存储设备或化学工厂。

　　机械和电子的祸合系统将引起横跨科学和工程理论两个领域的令人难以预料的技术进步。数以千计的横截面积小于1平方微米的梁将用于移动微电子扫描头，读、写数据，在一个微芯片大小的地方存储一个小型图书馆的信息。微阀的设置可使药液的注射过程在瞬间准确完成。一个芯片上的惯性引导系　统可用于帮助确定军队战斗人员的定位和使炮弹准确地击中靶子。

　　微电子机械系统(MEMS)简称微机械，是对微小机械和电子元件组合的称呼.MEMS的制造过程是相似的，同精巧制做电子元件有某些近似的要求。

　　1.表面微机械

　　表面微机械技术类似于电子构造，它是在微芯片制造中又附加一些关键技术。表面微机械技术确实是名符其实的，这是因为这个小机械结构是在硅片表面被“加工”出来的。和其他电子加工产品一样，这种技术要在芯片上淀积或蚀刻掉一些材料。

　　光刻在硅片表面产生一个模型，并划分出一个区域，这个区域用来构造出象一个电机或梁等微机械结构。制造者在硅片上的二氧化硅基底上蚀刻出一个洞。气化反应后淀积一层多晶体硅，覆盖在孔和剩余二氧化硅原料上。淀积在孔中的硅转变成梁基，在二氧化硅上的同样材料构成了梁结构的悬伸部分。最后一步，蚀刻掉剩余的二氧化硅，使多晶硅梁独立地竖立在硅片表面。

　　微小化的结构显示出极其有用的机械性能。当以电压激励微小质量梁时，它将比那些更重的设备振动得更快，因而利用它可能制成更灵敏运动、压力以及化学性能测试仪器。　　例如，梁能吸附某一化合物(当一薄层分子贴在梁表面上时，吸附作用就产生了)当有更多的化合物被吸附时，梁的质量就发生了变化，以电激励时就可得到其振动频率。因而化学传感器可利用检测其振动频率变化原理制成.另一类型的传感器也是利用表面微机械技术制造的梁，但原理稍有不同。它是改变两平行悬伸梁的相对位置来制成一电容，因而当汽车之间发生碰撞时，可通过改变电容存储的电荷而得到一个极快的减速。曼彻斯特的一家半导体公司模拟设备部已制造出这种加速度传感器，这种传感器极具有取代汽车气囊的趋势。在过去的两年里，这家公司已卖给汽车制造商大约50万个这种传感器。将来有一天这种气袋传感器将被视为早期集成电子芯片的微机械等效物。在微硅芯片上制造出梁以及其他运动传感器元件已使用集成电路生产线制造设备成为可能。