In diesem Artikel informieren wir Sie über den Herstellungsprozess von MEMS-Geräten, deren Funktionsweise und die Ursprünge der MEMS-Technologie. Am Ende dieses Beitrags werden Sie ein klares Verständnis davon haben, wie MEMS hergestellt werden, wie sie funktionieren und welche Geschichte sie haben.
Wie werden MEMS hergestellt?
MEMS-Geräte werden mithilfe hochentwickelter Mikrofabrikationstechniken hergestellt. Der Prozess umfasst im Allgemeinen mehrere wichtige Schritte:
- Materialabscheidung: Auf einem Siliziumwafer werden dünne Materialschichten abgeschieden. Zu den gängigen Materialien gehören Silizium, Polysilizium und verschiedene Metalle.
- Photolithographie: Auf den Wafer wird ein lichtempfindliches Material namens Photoresist aufgetragen. Anschließend werden Muster mithilfe von ultraviolettem Licht und Masken auf den Fotolack übertragen.
- Ätzen: Der belichtete Fotolack wird als Maske verwendet, um unerwünschtes Material vom Wafer wegzuätzen und so die Mikrostrukturen zu erzeugen.
- Dicing: Der Wafer wird in einzelne Chips oder Geräte geschnitten.
- Verpackung: Die fertigen MEMS-Geräte werden verpackt, um sie zu schützen und die Integration in elektronische Systeme zu ermöglichen.
Wie werden MEMS-Geräte hergestellt?
Die Herstellung von MEMS-Geräten erfordert Präzisionstechnik und mehrere Spezialtechniken:
- Chemische Gasphasenabscheidung (CVD): Wird verwendet, um dünne Materialfilme auf dem Wafer abzuscheiden.
- Sputtern: Ein Verfahren zur Abscheidung dünner metallischer Schichten.
- Reaktives Ionenätzen (RIE): Eine fortschrittliche Ätztechnik, die Plasma verwendet, um Materialien mit hoher Präzision wegzuätzen.
- Wafer-Bonding: Dabei werden zwei oder mehr Wafer miteinander verbunden, um komplexe Strukturen zu schaffen.
Wie funktioniert ein MEMS?
MEMS-Geräte nutzen mechanische Bewegungen im Mikromaßstab, um mit ihrer Umgebung zu interagieren. Zum Beispiel:
- Beschleunigungsmesser messen die Beschleunigung, indem sie Bewegungsänderungen mithilfe winziger mechanischer Elemente erkennen.
- Gyroskope messen Rotationsbewegungen, indem sie Änderungen der Winkelgeschwindigkeit erfassen.
- Drucksensoren erkennen Druckänderungen, indem sie die mechanische Verformung einer Membran messen.
Diese Geräte wandeln physikalische Veränderungen in elektrische Signale um, die von elektronischen Schaltkreisen verarbeitet werden können.
Wer hat MEMS entwickelt?
Die MEMS-Technologie wurde durch Beiträge verschiedener Forscher und Ingenieure entwickelt. Wichtige Fortschritte bei MEMS begannen in den 1980er und 1990er Jahren mit bedeutenden Beiträgen von Forschern an Institutionen wie der University of California in Berkeley und Unternehmen wie IBM und Honeywell.
Was ist MEMS?
MEMS steht für Micro-Electro-Mechanical Systems. Es bezieht sich auf die Technologie, die mechanische und elektrische Komponenten im mikroskopischen Maßstab integriert, um Geräte zu schaffen, die verschiedene Funktionen ausführen können. MEMS werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Automobilsensoren, medizinische Geräte und Unterhaltungselektronik.
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen dabei geholfen hat, mehr über den Herstellungsprozess von MEMS-Geräten, ihre Funktionsweise und ihren Ursprung zu erfahren.
