微电子学概论--Chap10课件.ppt

作业 1、MEMS工艺与微电 子工艺技术有哪些区别。2、列举几种你所知道的MEMS器件，并简述其用途。 加速度计 压阻式加速度计 电容式加速度计 压电式加速度计 惯性器件 惯性器件 电容式微加速度计 光学MEMS器件 定义 Optical Transducers，MOEMS, Optical MEMS 分类 传统的光传感器、转换器 光传感、成像、发光器件（光电子） 利用光进行传感的器件 位置传感器、光谱仪、DNA芯片 利用微机械加工方法形成的器件 传统器件的新生命 新型器件 传统的光传感器 光传感方式 成像系统(Imager) CCD CMOS 发光系统 LED 半导体激光器 等离子 生物发光 光调节器 发光器件 场发射（FEDs） 未来的显示设备(FPD) 新器件——组件 微镜 Mirror Support Structure Substrate Hinges Torsion Hinges 1st DOF 2nd DOF Force-redirecting Linkage 各种光学元器件 透镜、波带片、滤波器、光栅及各种致动机构 新器件——组件 微光学系统 微光学工作台（Micro Optical Bench） 微型显示阵列（光调制器） 数字镜面显示（DMD） 原理 改变反射方向 DMD——应用 DMD——应用 光开关 微机械1X4光开关 微机械1X8光开关  微机械2?2光开关 微机械2 ?2光开关 光开关 光纤固定结构 V形槽 各种卡紧结构 光栅及光栅光谱仪 原理 不同类型的光栅 新器件——组件 线性 马达 弧形梳齿 原理 应用 旋转马达 原理 美国喷气推进实验室(JPL)展示的采用MEMS技术的电阻电热式微推进器样机（液体气化方式）。微推进器由薄膜加热器、微型喷口等组成。其性能目标为：比冲75～125s，推力0.5mN，功率 5W，效率≥50%，质量为几克，大小为1cm2。 微推进器 美国喷气推进实验室(JPL)展示的采用MEMS技术的电阻电热式微推进器样机(固体升华方式)。微推进器由推进剂出贮箱、微阀、微过滤器、微型喷口等组成，微型喷口利用MEMS技术中的体硅工艺制作。其性能目标为：比冲50～75s，推力0.5mN，功率 2W/mN，质量为几克，大小为1cm2。 微推进器 美国TRW公司、航空航天公司和加州理工学院（CIT）组成的研究小组提出了一个“数字推进概念”方案。硅片上有集成电路来开启和控制每个微推进器。整个推进系统还可充当卫星的散热器，以进一步减小卫星的有效载荷。制作方法可以用目前已成熟的MEMS及LIGA技术。图为他们于99年初发表了3×5阵列的电阻电热式微推进器样机。 微推进器 组成: 由5到6片芯片叠在一起，内有混合燃烧室、喷口喷管、两个泵和两个阀以及冷却管道的多器件集成系统。用液态氧和乙醇作燃料 性能：能产生15N的推力，推力重量比达 1500:1，是大火箭推进器的10~100倍，反映了微系统的潜力 微推进器 新概念的微型双组元火箭发动机结构图 MEMS技术和DNA芯片 采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达10万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况，这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用 Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片。包括6000余种DNA基因片段 MEMS技术和DNA芯片 A B C D 结 束 语 MEMS技术 一般意义上的系统集成芯片 广义上的系统集成芯片 电、光、声、热、磁力等外界信号的采集—各种传感器 执行器、显示器等 信息输入与模/数传输 信息处理 信息输出与数/模转换 信息存储 The system-on-a-chip of the future? 微电子器件、纳电子器件、自旋电子器件、 光电子器件、MEMS器件 微电子 纳电子 宏电子 MEMS 引 言 信息系统微型化 系统体积大大减小 性能、可靠性大幅度上升 功耗和价格大幅度降低 信息系统的目标：微型化和集成化 微电子解决电子系统的微型化 非电子系统成为整个系统进一步缩小的关键 机械 传感 执行 部分 控制部分 电子学 MEMS 微电子学 微机电系统/微电子机械系统