МЭМС. Что такое МЭМС?

Что такое МЭМС?
Микроэлектромеханические системы (МЭМС) – это системы, включающие в себя взаимосвязанные механические и электрические компоненты микронных размеров.

Состав МЭМС
Электроника
МЭМС =
+ Микромеханика

Классификация МЭМС
Степень Функциональности
Конструктивно-технологическое исполнение
Вид входного и выходного сигналов
Область применения
Назначение

Способы изготовления
Изготовление МЭМС
Объемная микрообработка
(bulk micromachining)
Поверхностная
микрообработка
(surface micromachining)

Объемная микрообработка
Микрозахват (microgripper)
Микрокантилеверы
Это процесс, идущий от поверхности материала-основы вглубь, при которой травлением последовательно удаляются ненужные участки этого материала, в результате чего остаются механические структуры необходимой формы.

Этапы объемной микрообработки
Si
SiO2
Si
SiO2
Si
SiO2
Si
Фоторезист
SiO2
Si
Отжиг
Литография
RIE
XeF2

Поверхностная микрообработка
Система зубчатой передачи
Элемент тепловизионной матрицы
Это процесс, заключающийся последовательных циклах нанесение тонких слоев материала, которые затем с помощью литографии и последующего травления приобретает необходимую геометрическую форму

Этапы поверхностной микрообработки

Обобщенная схема изготовления МЭМС

Базовые материалы для МЭМС
Монокристаллический кремний
Двуокись кремния
Нитрид и карбид кремния
Арсенид галлия, фосфид галлия, нитрид галлия

Виды литографии
Оптическая литография (фотолитография).
Электронно-лучевая литография.
Ионно-лучевая литография.
Рентгеновская литография.
Нанопечатная литография.
Литография с помощью атомно-силового микроскопа.

Области применения:
МЭМС-компоненты для высокочастотной электроники (RF MEMS)
Датчики на основе сил инерции
Акустические и ультразвуковые МЭМС датчики давления
Оптические МЭМС
Биомедицинские МЭМС
Микроманипуляторы

Оптические МЭМС
Элементы МОЭМС: зеркала, призмы, линзы
Электростатически управляемое микрозеркало

Виды оптических МЭМС
Активные зеркала(DLP-технология)
Микроболометрические матрицы

Оптические МЭМС: DLP
Устройство отклоняющих зеркал
Красной стрелкой показан путь луча света от лампы к матрице, через диск светофильтров, зеркало и линзу. Далее луч отражается либо в объектив (жёлтая стрелка), либо на радиатор (синяя стрелка).
DLP (Digital Light Processing) - технология, используемая во многих проекторах

Цветные проекторы DLP
Основные виды цветных DLP-проекторов:
Одноматричный проектор
Трехматричный проектор
Dolby Digital Cinema 3D

Оптические МЭМС: микроболометры