微传感器和微机电系统(MEMS)-上海交通大学微电子学院
上海交通大学研究生教学安排和上课时间表-上海交通大学-电子信息
2、上课周数从第二周开始的上课时间就从2016年9月19日开始；第三周开始的时间2016.09.26.
上海交通大学微纳电子学系硕士研究生
课程教学安排和上课时间表
（2016－2017学年第一学期）
课程代码
课程名称
总
学
时
本学
期学
时数
学
分
ES26023
微机电系统（MEMS）
48
48
3
1-16
吴校生
陈瑞球楼216
周三晚上18:00-20:20
ES26038
混合信号电路设计与自动化方法
48
48
3
1-16
施国勇
陈瑞球楼205
周四下午14:00-16:40
ES26025
微系统设计、测试与控制
48
48
3
1-16
陈佳品
陈瑞球楼203
周四下午14:00-16:40
ES26019
纳米科学与技术
48
48
3
1-16
侯中宇
刘海，刘越
陈瑞球楼223
周四晚上
18:00-20:20
ES26026
电子材料科学与工程
48
48
3
1-16
冯洁
陈瑞球楼202
周五上午9:00-11:40
ES26018
有限元分析
32
32
2
1-11
张卫平
陈瑞球楼202
周五下午14:00-16.40
ES26040
2
2－16
注意班级、教室号及上课时间
第二外语
微机电系统结构
微机电系统结构
微机电系统（MEMS）是一种将微电子技术与机械工程结合的微型系统。
它的结构主要包括以下几个部分：
1.微传感器：这是MEMS的最基本组成部分，用于感知外部信号，如温度、
压力、声音等，并将其转换为可处理的电信号。
2.微执行器：这是MEMS的另一重要组成部分，负责将电能转换为机械能，
以实现驱动、控制等功能。
3.信号处理电路：为了对微传感器采集的信号进行处理，MEMS还包括相应
的信号处理电路，以便对信号进行放大、滤波、模数转换等处理。
4.通信接口：MEMS系统通常还需要一个通信接口，以便将MEMS传感器采
集的数据传输到外部设备或系统中。
5.电源：为使MEMS系统正常工作，通常需要为其提供电源。
这可以是内部
电池，也可以是外部电源。
6.封装：MEMS系统需要进行封装，以保护其内部的微机械结构和电路等免
受外界环境的影响。
封装可以采用各种材料和技术，以满足不同的应用需求。
MEMS系统的结构可以根据需要进行定制，以满足特定的应用需求。
其微型化的特点使得MEMS在许多领域都具有广泛的应用前景，如汽车、医疗、航空航天等。
微机电系统传感器的研发与应用
微机电系统传感器的研发与应用随着科技的发展，微机电系统（Micro-electromechanical System, MEMS）作为一种新型的技术得到了广泛的应用。
MEMS技术涵盖了微小机电元器件的制造、设计和集成，其可以制作出微型传感器、微型执行器等微型系统，目前主要应用于医疗、汽车、航空和卫星通信等领域。
本文将重点探讨微机电系统传感器的研发与应用。
一、微机电系统传感器的研发微机电系统传感器是目前MEMS技术领域应用广泛的一种微型元件。
一般指在微小的机械结构或电子结构上植入传感器元件，通过对物理现象的捕捉和转换电信号，完成某种物理量的测量。
微机电系统传感器又分为惯性传感器、压力传感器、温度传感器、位移传感器等多种类型。
下面分别详细介绍几种主要的微机电系统传感器。
1. 惯性传感器惯性传感器是一种测量加速度和角速度的传感器，主要应用于导航、惯性引导和姿态控制等领域。
惯性传感器一般由加速度计和陀螺仪组成。
加速度计用来测量加速度，通过积分能够求得速度和位置信息。
陀螺仪用来测量角速度和角度变化，通过积分能够求得角度信息。
由于惯性传感器有自身的噪声和漂移，因此需要对信号进行降噪和校准处理。
2. 压力传感器压力传感器是测量气体或液体压力变化的传感器。
压力传感器可以分为绝对压力传感器、相对压力传感器和差压传感器。
绝对压力传感器用于测量真空或不同基准压力下的压力值，相对压力传感器用于测量相对压力变化，差压传感器用于测量两个点之间的压差。
压力传感器的结构一般由感受元件、线性放大器和信号处理电路组成。
3. 温度传感器温度传感器是测量温度变化的传感器，可分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。
接触式温度传感器通过接触测量物体的表面温度，一般通过热电偶或热敏电阻来实现。
非接触式温度传感器则通过测量物体的辐射能量来间接得出物体表面的温度。
温度传感器的精度和响应速度与制造工艺和材料有关。
4. 位移传感器位移传感器用来测量两个物体之间的距离或位置。
微机电系统(mems)工程技术 半导体制造工艺技术
微机电系统(mems)工程技术半导体制造工艺技术微机电系统（MEMS）是一种融合微电子技术、机械工艺和微纳米加工技术的新型技术，具有微小体积、高性能和低功耗等优点，被广泛应用于传感器、执行器、微机械系统等领域。
MEMS制造工艺技术作为其核心技术之一，在MEMS设备的设计、生产和测试过程中起着至关重要的作用。
一、MEMS制造工艺技术的基本原理MEMS制造工艺技术是利用微纳米加工技术对微电子元件进行加工，实现微小尺寸的器件。
其基本原理包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、清洗和包装等步骤。
在制造过程中，需要考虑到器件的性能、成本和效率等因素，并采用不同的工艺流程进行处理。
二、MEMS制造工艺技术的工艺流程1.设计阶段：确定MEMS器件的功能和结构，并进行软件仿真和电路设计，制定完整的器件设计方案。
2.掩膜光刻：利用掩膜和紫外光曝光的技术，将器件的图形准确转移到光敏材料上，形成所需的图形。
3.薄膜沉积：采用物理气相沉积、化学气相沉积等技术，在衬底表面沉积一层或多层薄膜，用于制备MEMS器件的功能部件。
4.刻蚀工艺：采用干法或湿法刻蚀技术，将多余的材料去除，形成所需的器件结构。
5.清洗和检测：在制造过程中，需要对器件进行清洗和检测，确保器件的质量和性能。
6.包装封装：将制备好的器件封装在封装体中，保护器件免受外部环境的影响。
三、MEMS制造工艺技术的发展趋势1.纳米加工技术：随着纳米加工技术的发展，MEMS器件的尺寸将进一步减小，性能将得到显著提升。
2.多功能集成：未来的MEMS器件将具有多功能集成的特点，可以同时实现多种功能，提高器件的综合性能。
3.自组装技术：自组装技术的应用将使MEMS制造工艺更加灵活和高效，降低成本，提高生产效率。
4.高可靠性设计：随着MEMS器件在汽车、医疗等领域的广泛应用，高可靠性设计将成为MEMS制造工艺技术的重要发展方向。
四、结语MEMS制造工艺技术是一项复杂而重要的工艺技术，对MEMS器件的性能和质量起着决定性的作用。
微电子机械系统MEMS概述
微电子机械系统MEMS概述微电子机械系统（Micro-electromechanical Systems, MEMS）是一种将电子技术与机械工程相结合的技术领域，通过制造微尺度的电子器件和机械系统，可以实现微小化、集成化和高性能的微型设备。
MEMS用于制造传感器、执行器和微操纵系统等微型装置，已经广泛应用于通信、汽车、医疗、军事和消费电子等领域。
MEMS的核心技术包括微纳加工技术、传感器技术和微机电系统技术。
微纳加工技术是MEMS制造的基础，主要包括光刻、薄膜沉积、离子刻蚀、扩散和薄膜技术等。
这些技术可以制造出微米甚至纳米级别的微型结构和器件。
传感器技术是MEMS的重要应用领域之一，利用微型传感器可以实现对温度、压力、流量、位移、加速度和姿态等物理量的检测和测量。
而微机电系统技术则是将传感器和执行器等微型装置集成在一起，实现自动化控制和微操纵的功能。
MEMS具有以下几个显著的特点：微小化、集成化、多功能和低成本。
微小化可以实现高密度的集成和高灵敏度的检测，同时降低设备的功耗和重量。
而集成化可以将多个功能模块集成在一个芯片上，提高了系统性能和可靠性，同时减少了系统的体积和重量。
多功能则是指MEMS可以同时实现多种功能，如传感、处理和控制等。
此外，由于MEMS采用的是集成化的制造工艺，可以大规模制造，降低了生产成本，为大规模应用提供了可能。
MEMS在各个领域的应用也越来越广泛。
在通信领域，MEMS技术可以制造微型光机械开关，用于光通信网络的光信号调控和光路径选择。
在汽车领域，MEMS技术可以制造出压力传感器、加速度传感器和姿态传感器等，用于车辆的安全控制系统和车载导航系统。
在医疗领域，MEMS技术可以制造出微型生物传感器，用于检测体内的生物信号，如血压、血氧和葡萄糖等。
在军事领域，MEMS技术可以制造微型化的惯性导航系统和气体传感器，应用于导弹制导系统和化学生物探测等。
在消费电子领域，MEMS技术可以制造微型微镜头和投影显示器，应用于智能手机、平板电脑和智能手表等。
微机电系统MEMS简介
1992年 体硅加工工艺 (SCREAM process, Cornell)
1993年 数字微镜显示器件 (Texas Instruments)
1994年 商业化表面微机械加速度计 (Analog Devices)
1999年 光网络开关阵列 (Lucent)
4:03 PM
微机电系统MEMS简介
微机电系统-MEMS
4:03 PM
微机电系统MEMS简介
1
MEMS定义
早在二十世纪六十年代，在硅集成电路制造技术发明 不久，研究人员就想利用这些制造技术和利用硅很好的 机械特性，制造微型机械部件，如微传感器、微执行器 等。如果把微电子器件同微机械部件做在同一块硅片上， 就是微机电系统——MEMS: Microelectromechanical System。
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微机电系统MEMS简介
8
1979年 集成化气体色谱仪 (C.S. Terry, J.H. Jerman, J.B.Angell)
1981年 水晶微机械 (Yokogawa Electric)
1982年“Silicon as a mechanical material” (K. Petersen)
4:03 PM
微机电系统MEMS简介
7
MEMS的发展过程的重要历史事件
1939年 P-N结半导体 (W. Schottky) 1948年 晶体管 (J. Bardeen, W.H. Brattain, W. Shockley) 1954年 半导体压阻效应 (C.S. Smith) 1958年 集成电路（IC） (J.S. Kilby) 1959年 “There is plenty of room at the bottom” (R. Feynman) 1962年 硅集成压力驱动器 (O.N. Tufte, P.W. Chapman, D. Long) 1965年 表面微机械加速度计 (H.C. Nathanson, R.A. Wichstrom) 1967年 硅各向异性深度刻蚀 (H.A. Waggener) 1973年 微型离子敏场效应管 (Tohoku University) 1977年 电容式硅压力传感器 (Stanford)
微机电系统(MEMS)技术介绍
微机电系统（MEMS）技术介绍微机电系统（MEMS），在欧洲也被称为微系统技术，或在日本被称为微机械，是一类器件，其特点是尺寸很小，制造方式特殊。
MEMS是指采用微机械加工技术批量制作的、集微型传感器、微型机构、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口、通讯等于一体的微型器件或微型系统。
MEMS 器件的特征长度从1毫米到1微米--1微米可是要比人们头发的直径小很多。
MEMS往往会采用常见的机械零件和工具所对应微观模拟元件，例如它们可能包含通道、孔、悬臂、膜、腔以及其它结构。
然而，MEMS器件加工技术并非机械式。
相反，它们采用类似于集成电路批处理式的微制造技术。
今天很多产品都利用了MEMS技术，如微换热器、喷墨打印头、高清投影仪的微镜阵列、压力传感器以及红外探测器等。
MEMS技术可以用于制造压力传感器、惯性传感器、磁力传感器、温度传感器等微型传感器，这些传感器以及它们的部分信号处理电路都可以在只有几毫米或更小的芯片上实现。
与传统的传感器相比，MEMS传感器不仅体积更小、功耗更低，而且它们往往会比传统传感器更加准确、更加灵敏。
随着人们对海洋观测的需求不断增加和海洋观测技术的不断发展，MEMS技术也在逐渐进入海洋观测技术研究领域。
一、MEMS概念“他们告诉我一种小手指指甲大小的电动机。
他们告诉我，目前市场上有一种装置，通过它你可以在大头针头上写祷文。
但这也没什么；这是最原始的，只是我打算讨论方向上的暂停的一小步。
在其下是一个惊人的小世界。
公元2000年，当他们回顾当前阶段时，他们会想知道为何直到1960年，才有人开始认真地朝这个方向努力。
”——理查德·费曼，《底部仍然存在充足的空间》发表于1959年12月29日于加州理工大学（Caltech）举办的美国物理学会年会。
但我们可能会问：为什么要在这样一个微小尺上生成这些对象？MEMS器件可以完成许多宏观器件同样的任务，同时还有很多独特的优势。
这其中第一个以及最明显的一个优势就是小型化。
2023年微电子科学与工程专业考研院校
2023年微电子科学与工程专业考研院校微电子科学与工程是一门涉及半导体器件、电子集成电路以及微系统技术的交叉学科。
随着信息技术的不断发展和应用，微电子科学与工程已逐渐成为高新技术产业的重要支撑，其市场需求和就业前景十分广阔。
为此，许多院校都开设了微电子科学与工程专业，以下是一些考研微电子专业比较好的院校。
1.清华大学清华大学微电子与纳电子学系是国内最早启动VLSI设计和制造技术研究的系之一。
至今已有30多年历史，被誉为中国微电子第一学科。
该系的硕士研究生导师均来自国内外一流的微电子学科研机构和企业，师资力量雄厚。
清华大学还与国内许多知名企业合作开展微电子领域的科研工作，如在芯片设计、微纳米加工、器件测试等方面取得了很大进展。
2.上海交通大学上海交通大学微电子学系是我国创办最早的微电子学科之一，学科师资力量雄厚，拥有一批优秀的教师和学术骨干。
学院硕士研究生导师包括来自世界一流高校和知名企业的专家学者，不仅具有丰富的教学经验，同时也在硬件电路设计、模拟电路设计、数字信号处理等领域有深入研究。
3.北京大学北京大学微电子学研究所是国内专门开展微电子科学与工程研究的高水平机构之一，堪称国内微电子研究的源头。
该研究所在可编程逻辑、系统芯片设计、混合信号集成电路设计、电子设计自动化等领域具有国内一流的学科实力，硕士导师队伍规模较大、专业分工合理，学科研究成果丰富。
4.华中科技大学华中科技大学微电子与固体电子学院力图培育高技能微电子设计和应用人才。
学院具有较强的师资力量，拥有国内外知名专家教授、与国内外多家企事业单位合作，开展多项重要科研项目和产学研合作，广泛开展国际交流与合作，学术交流频繁活跃。
5.天津大学天津大学是国家首批重点建设的大学之一，在微电子学科领域也十分有实力。
微电子学院的硕士导师队伍结构合理，涵盖了从半导体材料，器件、设计、制造到测试等各个方面的专业领域，他们有着在实践中积累的丰富经验，并且一直保持与国外名校的紧密联系，学术水平也在不断提高。
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2015暑期夏令营项目招募计划及方向介绍
（微传感器和微机电系统（MEMS）方向）
一、面向对象
★电子、仪器、机械、物理等相关专业本科三年级学生（上海交通大学本校学生也可申请参加）
★对可穿戴和可植入柔性电子器件感兴趣的同学；
★对极端环境微传感器好奇的同学；
★对生物芯片和便携式微型生物医疗电子仪器有想法的同学；
★有志于进一步深造，包括攻读博士、硕士学位的同学；
二、实习目标：
★了解柔性电子、极端环境微传感器和生物芯片的技术发展和最新动向；
★了解集成电路工艺和MEMS器件设计工具和流程；
★培养学生的团队合作能力、解决问题的能力以及创新精神。
三、实习内容：
★讲授微机电系统（MEMS）和生物芯片的相关课程。
★参观净化室环境和了解集成电路工艺。
★初步设计一个掩膜版，并完成光刻等试验。
★配合高年级同学器件设计、器件研制、器件测试、电路调试和界面设计等参与完成中间的某一部分工作。
四、主要使用工具：
L-EDIT，AUCAD，COMSOL，ANSYS，嵌入式系统FPGA开发平台等。
五、指导教师：刘景全杨春生杨斌陈翔。