Éstos son algunos ejemplos de la tecnología MEMS:
Sensores de Presión A.
Microsensores presión de MEMS normalmente tienen un diafragma flexible que se deforma en presencia de una diferencia de presión. La deformación se convierte en una señal eléctrica que aparece en la salida del sensor. Un sensor de presión se puede utilizar para detectar la presión atmosférica absoluta en el colector de admisión de un motor de automóvil, de modo que la cantidad de combustible necesario para cada cilindro del motor se puede calcular. En este ejemplo, piezoresistors se modelan a través de los bordes de una región en un diafragma de silicio se micromecanizados. El sustrato es grabado para crear el diafragma. El sensor de morir luego se une a un sustrato de vidrio, creando una cavidad de sellado al vacío bajo el diafragma. La suerte está montado sobre un paquete, donde la parte superior del diafragma está expuesta al medio ambiente. El cambio en la presión ambiental fuerzas de la deformación hacia abajo del diafragma, lo que resulta en un cambio de resistencia de la piezoresistors. En la electrónica de chips medir la resistencia al cambio, lo que provoca una señal de tensión correspondiente a aparecer en la terminal de salida del conjunto de sensores
Acelerómetros B.
Los acelerómetros son sensores de aceleración. Una masa de inercia suspendido por resortes se halla sometido a fuerzas de aceleración que causa la masa que se desvía de su posición inicial. Esta desviación se convierte en una señal eléctrica, que aparece en la salida del sensor. La aplicación de tecnología de acelerómetros de MEMS es un fenómeno relativamente nuevo.
Un diseño acelerómetro como es discutido por Devoe y Pisano (2001) [8]. Es una superficie microfabricados piezoeléctrico empleo de un acelerómetro de óxido de zinc (ZnO) película piezoeléctrica activa. El diseño es una estructura en voladizo simple, en el que la viga en voladizo es al mismo tiempo la prueba de masa y el elemento de detección. Uno de los enfoques desarrollados en la fabricación es un proceso de óxido de sacrificio sobre la base de micro polisilicio de superficie, con la adición de una capa de piezoeléctrico la cima de la película de polisilicio. En el proceso de óxido de sacrificio, un pasivación capa de dióxido de silicio y nitruro de silicio de baja tensión se deposita sobre una oblea de silicio descubierto, seguido de 0,5 micrones de la fase líquida química de vapor depositado (LPCVD) de fósforo de polisilicio dopado. Luego, una capa de 2.0 micrones de vidrio fosfosilicato (PSG) es depositado por LPCVD y patrones para definir las regiones donde la estructura del acelerómetro estará anclada al sustrato. Los actos de cine PSG como una capa de sacrificio que está grabado de forma selectiva al final para liberar a las estructuras mecánicas. Una segunda capa de 2.0 micrones de espesor de fósforo de polisilicio dopado se deposita a través de LPCVD en la parte superior de la PSG, y con dibujos de plasma grabado para definir la estructura del acelerómetro mecánico. Esta capa también actúa como la parte inferior del electrodo para la película de detección. Una fina capa de nitruro de silicio es depositado por el siguiente LPCVD, y actúa como una capa de compensación de estrés para el equilibrio de las tensiones residuales de alta compresión en la película de ZnO. Al variar el espesor de la capa de Si3N4, la estructura del acelerómetro puede ser ajustado para el control de la flexión efectos derivados de la gradiente de estrés a través del grosor del dispositivo. Una capa de ZnO es depositado en el orden de 0,5 micras, seguido por chisporroteo de una capa de 0.2 micrones de platino (Pt) depositados para formar el electrodo superior. Un recocido térmico rápido se realiza para reducir las tensiones residuales en la película de detección. Posteriormente, el PT, Si3N4, y las capas de ZnO se modelan en un solo ion fresado paso etch, y los dispositivos que se liberan de un pasivado de la película fotosensible con ZnO, y sumergiendo la oblea tampón de ácido fluorhídrico, que elimina la capa de PSG sacrificio [8].
C. sensores inerciales
Sensores inerciales son un tipo de acelerómetro y son uno de los principales productos comerciales que utilizan micromecanizado de superficie. Se utilizan como sensores de despliegue de airbag en los automóviles, y como la inclinación o sensores de choque. La aplicación de estos acelerómetros para unidades de medición inercial (IMUS) está limitada por la necesidad de ajustar manualmente y montarlos en sistemas de tres ejes, y por las tolerancias de alineación resultante, su falta de in-analógico de chip a los circuitos de conversión digital, y su umbral de sensibilidad. Una de tres ejes de fuerza acelerómetro equilibrada ha sido diseñado en la Universidad de California, Berkeley, [8] para superar algunas de estas limitaciones. El acelerómetro fue diseñado para la integración de MEMS /CMOS tecnología. Esta tecnología consiste en una técnica de fabricación en un solo nivel (más de un segundo nivel de interconexión eléctrica) proceso de micro polisilicio está integrada con CMOS de 1,25 micras.
D. microenergías
A tres de polisilicio proceso a nivel micro [10,11], ha permitido la fabricación de dispositivos con mayores grados de complejidad. El proceso incluye tres niveles de muebles de polisilicio, separados por una capa de óxido de sacrificio, además de un nivel estacionario. El funcionamiento de los engranajes pequeños, a velocidades de rotación superiores a 300.000 rpm ha sido demostrada. Micromotores se puede utilizar para mover las ruedas de cerraduras microcombination. También se puede utilizar en combinación con un microtransmission para conducir un pop-up espejo de un avión. Este dispositivo es conocido como un microespejos.
E. Algunas otras aplicaciones
Tecnologías de fabricación de MEMS IC también han permitido la fabricación de microtransmissions utilizando conjuntos de pequeños y grandes engranajes entrelazados con otros conjuntos de engranajes para transferir el poder.
Una cruz MicroStar recientemente conexión tejido desarrollado por los Laboratorios Bell [12], un micro-dispositivo del sistema optoelectromechanical, se basa en la tecnología MEMS. Los cuellos de botella más generalizada de las compañías de comunicaciones son las de conmutación y de conexión cruzada telas que cambiar, la ruta, múltiple, demultiplex, Y restablecer el tráfico en las redes ópticas. Los sistemas ópticos de transmisión de información se mueven como fotones, Pero de conmutación y de conexión cruzada telas hasta ahora han sido en gran parte electrónica, que requieren costosos y consumen ancho de banda que limita óptico-electrónico para que las conversiones de óptica, a cada conexión de red y punto de cruz. MicroStar está compuesta de 256 espejos, cada uno de 0,5 mm de diámetro, situados a 1 mm, y que cubren menos de 1 centímetro cuadrado de silicio. Los espejos se sientan en el router para que sólo una longitud de onda puede iluminar cualquier espejo. Cada espejo puede inclinar de forma independiente para pasar su longitud de onda de 256 a cualquier entrada y salida de las fibras. Las matrices de espejo se hacen utilizando un proceso de auto-ensamblado que provoca un marco alrededor de cada espejo a levantarse de la superficie de silicio y de bloqueo en su lugar, el posicionamiento de los espejos lo suficientemente alto como para permitir un rango de movimiento. MicroStar es parte de la Cruz Lambda Lucent Technology Router de conexión del sistema destinado a ayudar a las compañías entregar grandes cantidades de datos sin trabas de los cuellos de botella convencional.
Como último ejemplo, la tecnología de MEMS ha sido utilizado en la fabricación de microchambers vaporización del líquido para la vaporización microthrusters nanosatélites [13]. La cámara es parte de un microcanal con una altura de 2.10 micras, hechos con silicona y sustratos de vidrio. La boquilla se fabrica en el sustrato de silicio por encima de un calentador de fina película de óxido de indio estaño depositados sobre vidrio.
CRF
Alberto J. Quiroz M
C.I: v-17.527.276
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