MEMS制造材料
MEMS的生产是从半导体组件生产中的工艺技术发展而来的,即基本技术是材料层的沉积,所需形状的结构化是通过光刻和蚀刻形成的。[12]
硅是当今消费电子行业中用于制造大多数集成电路的材料。规模经济,易于获得的廉价,高质量材料以及结合电子功能性化妆硅的能力是各种MEMS应用的关键。硅由于其材料特性也具有相当大的优势。在单晶形式中,硅是近乎完美的胡克材料,这意味着弯曲时几乎没有滞后,因此几乎没有能量耗散。这不仅导致非常可重复的运动,而且使硅非常可靠,因为硅几乎不疲劳,使用寿命可达数十亿至数万亿次。特别是在微电子学和MEMS领域,基于硅的半导体纳米结构变得越来越重要。通过硅的热氧化而制成的硅纳米线的电化学转化和储存G,包括纳米线电池和光伏系统,已经引起了更多关注。
聚合物
尽管电子工业为硅工业提供规模经济,但晶体硅仍是一种复杂且相对昂贵的材料。另一方面,可以大量生产具有多种材料特性的聚合物。MEMS器件可以注塑,压印或立体光刻,而其他工艺则由聚合物制成,特别适合微流控应用,例如一次性血液检测试剂盒。
金属
金属也可以用于制造MEMS组件。尽管金属在机械性能方面缺乏硅的某些优势,但在其极限范围内使用时可以具有很高的可靠性。金属可以进行电镀,蒸发和溅射。常用的金属是金,镍,铝,铜,铬,钛,??钨,铂和银。
陶瓷
由于材料性能的良好结合,硅,铝和钛氮化物以及碳化硅和其他陶瓷越来越多地用于MEMS生产。AlN在纤锌矿结构中结晶,因此具有热电和压电特性,这意味着该传感器能够承受法向力和剪切力,例如,[14]另一方面,TiN具有高电导率和大弹性模量,因此可以实现具有超薄光束的静电MEMS驱动方案。由于TiN对生物腐蚀具有很高的抵抗力,因此该材料也适用于生物环境。该图显示了MEMS生物传感器的电子显微镜图像,在TiN基板上具有50 nm薄的可弯曲TiN束。两者都可以作为电容器的对电极进行控制,因为当流体悬浮在空腔中时,电子束在电子上的流动可以通过电子束对基板的吸引和测量弯曲速度而从束的弯曲中得出。
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