第一章 MEMS概论

1.1 MEMS的定义

微电子机械系统（micro electro mechanical systems, MEMS）技术是建立在微米/纳米技术（micro/nano technology）基础上的前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。MEMS是微机械（微米/纳米级）与集成电路（integrated circuit, IC）集成的微系统，是一种具有智能的微系统。MEMS就是对系统级芯片的进一步集成，我们几乎可以在单个芯片上集成任何东西，像机械构件、驱动部件、光学系统、发音系统、化学分析、无线系统、计算系统、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。因此，MEMS技术是一门多学科交叉的技术。

微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它既可以根据电路信号的指令控制执行元件实现机械驱动，也可以利用传感器探测或接受外部信号。传感器将转换后的信号经电路处理，再由执行器变为机械信号，完成执行命令的操作。它用微电子技术和微加工技术相结合的制造工艺，实现了微电子与机械装置的融合，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器、信号处理和控制电路、接口电路和微系统。

MEMS用于传统大尺寸系统所不能完成的任务，也可以把独立的微传感器和微执行器直接嵌入到大尺寸系统中。习惯上依据机械器件结构的尺寸，将特征尺寸在1 μm～1mm范围内的机械称为微型机械，特征尺寸在1nm～1μm的机械称为纳米机械。由这些微机械所构成的机电系统称为微纳机电系统。