1。1。1 MEMS发展史

早在第十八世纪，著名的物理学家理查德·费曼，在美国物理学会的演讲中提出了“底部大有作为”著名论断，他认为操纵和控制微小尺度的物体会有大量的技术应用。自那时以来，微机电进入超过20年的萌芽期。在这时期，对微机电系统进行了一系列研究。采用集成电路技术，还产生了一些个别的微机械结构，如悬臂和微喷嘴。同时，集成电路工业在这一时期步入快速发展，各种体硅加工技术和表面处理技术快速发展和成熟。

在上世纪八十年代，穆勒在加利福尼亚大学伯克利的研究小组发明了基于表面牺牲层技术制备60～100μm的硅静电电机。说明利用硅微机械加工技术制作微移动结构的可行性，人们看到了电路的可能性和集成化生产的执行单元。在这之后，微机电系统开始进入一个系统化和受到广泛国际关注的黄金发展时期[3][4] 。

目前，微电子机械技术已成为一门新兴的多学科技术，涉及微电子、微机械、材料、信息和控制，以及物理、化学、生物、机械等学科。除了小型化、智能化、集成化的系统的发展方向，成为关系到国家科技发展、国家安全和经济繁荣的关键技术。我们可以预测，微电子机械系统将给社会带来又一次重大的技术。

二十一世纪，对信息、通信、航空航天、生物医学等诸多领域都带来突破，这对世界科技、经济发展和国防建设带来了巨大的影响[5]。

1。1。2 MEMS的基本特征 

微机电系统具有体积小、重量轻、性能稳定、惯性低、功耗低、谐振频率高、响应时间短等优点，能够完成大尺寸系统不能完成的任务[6]。

它有以下特点：

（1）跨学科的快速发展：微机电系统集成多学科的前沿领域，涉及材料科学、物理、化学、生物微观领域、微功率、微力学、流体力学、摩擦学、微光学，还涉及组件和系统的设计、测试、控制、能源、材料、制造等。许多学科和技术都是紧密相连的，微机械系统的研究与显影需要多方面的研究。

（2）小规模，新机制：微系统的概念是传统的大型机电系统的一个突破，当缩放到微米和纳米尺度，许多物理现象和宏观世界是非常不同的，所以小规模的机械研究是必要的。

（3）系统集成、机电一体化：微机电系统带来了一个新的概念，将现有系统改为一个信息收集、计算（分析、判断或决定）和功能分区的执行划分。智能传感器是集成微系统、微连接、微处理器、执行器和小通信系统。如在生物医学领域，它已用于脱氧核糖核酸（DNA）扩增和聚合酶链反应（PCR）识别系统、微机械扫描隧道显微镜、有害化学检测和生物制剂的生物芯片。作为一种突破性的技术，微机械的研究至今已有很多可以做的领域，如生物技术和微电子前所未有的合作，很多新的微电子机械系统的应用将出现。

（4）制造创新，大量生产：微电子机械系统具有类似的IC制造技术，这使得集成电路的成本和可靠性和集成电路的集成度相当，而且性能比传统的好，所以未来可以预计将有一个很大的市场[7]。

1。1。3 MEMS的发展趋势

（1）研究方向多样化

MEMS技术的研究已涉及各类机械传感器设备、数据存储、微流体装置、微光学设备等，涵盖各种军民的应用。在该研究受到高度重视，MEMS射频器件将是下一个热点。[8]

（2）加工工艺多样化

除了LIGA技术、硅加工技术、牺牲层的技术和传统的精密加工外，溶解硅技术、深沟槽蚀刻和组合、SCREAM过程、MAMOS（金属空气MOSFET）技术的接合过程、能量束加工（如激光加工等）以及铸造、电镀等工艺也被重视，他们的成熟和应用将允许人们在设计和制造获得更多的自由。[9]