mems传感器的研究现状
1.微机械压力传感器
微机械压力传感器是最早开发的微机械产品，也是微机械技术中最成熟、工业化程度最高的产品。从信号检测方法的角度来看，微机械压力传感器分为压阻式和电容式两种，分别基于体微加工技术和牺牲层技术制造。从敏感膜结构的角度来看，有多种结构，如圆形、方形、矩形和E形。压阻式压力传感器的精度为0.05% ~ 0.01%，年稳定度为0.1%/F.S，温度误差为%，耐压几百兆帕，过压保护范围为传感器范围的20倍以上，大范围全温度补偿。目前，微机械压力传感器的主要发展方向如下。
(1)将敏感元件与信号处理、校准、补偿和微控制器集成，开发智能压力传感器。
(2)进一步提高压力传感器的灵敏度，实现量程小的微压传感器。
(3)提高工作温度，研制高低温压力传感器。
(4)研制谐振式压力传感器。
2.微型加速度传感器
硅微加速度传感器是继微压传感器之后第二个进入市场的微机械传感器。其主要类型有压阻式、电容式、力平衡式和谐振式。最吸引人的是力平衡加速度计，它的典型产品是1994年别人报道的那种。我国在微加速度计的发展方面做了大量的工作，如西安电子科技大学研制的压阻式微加速度计和清华大学微电子所研制的谐振式微加速度计。后者采用电阻热激励和压阻电桥检测的方式，其敏感结构为高度对称的四角支撑质量形式。在质量块的四个侧面和支撑框架之间形成四个共振梁，用于信号检测。
3.微机械陀螺仪
角速度通常用陀螺仪测量。传统陀螺仪利用物体保持高速旋转的角动量的特性来测量角速度。这种陀螺仪精度高，但结构复杂，使用寿命短，成本高。它一般只用于导航，但很难应用于一般的运动控制系统。事实上，如果不受成本限制，角速度传感器可以广泛应用于汽车牵引力控制系统、摄像机稳定系统、医疗仪器、军事仪器、运动机械、计算机惯性鼠标、军事等领域。常见的微机械角速度传感器有双平衡环结构、悬臂梁结构、音叉结构、振动环结构等。但微机械陀螺仪的精度低于10/h，与惯性导航系统相差甚远。
4.微流量传感器微流量传感器不仅体积小，可以达到很低的测量水平，而且死区容量小，响应时间短，适用于微流体的精确测量和控制。根据工作原理，国内外研究的微流量传感器可分为三种类型：热型(包括热传导型和热飞行时间型)、机械型和谐振型。清华大学精密仪器系统设计的阀板微流量传感器通过阀板将流量转换成梁表面的弯曲应力，然后集成在阀板上的压敏电桥检测流量信号。传感器的芯片尺寸是在10ml的气体流量下线性度好于5% ~。
5.微型气体传感器
根据材料的不同，微气体传感器可以分为硅基气体传感器和硅微气体传感器。其中，前者以硅为衬底，敏感层采用非硅材料，是目前微气体传感器的主流。微型气体传感器可以满足人们对气体传感器的集成化、智能化和多功能化的要求。例如，许多气体传感器的敏感性能与工作温度密切相关，因此应同时制作加热元件和温度检测元件来监控温度。微机电系统技术可以很容易地将气体传感器和温度探测器结合在一起，保证气体传感器的优异性能。
谐振式气体传感器不需要加热器件，输出信号为频率，是硅微气体传感器的重要发展方向之一。北京大学微电子研究所提出的微结构气体传感器由硅梁、振动激励元件、振动测量元件和气敏膜组成。硅束置于被测气体中后，表面的敏感膜吸收气体分子，增加了束的质量，降低了束的共振频率。这样，可以通过测量硅束的共振频率来获得气体浓度。NO2浓度检测实验表明，在010 ~ 110范围内线性良好，浓度检测限达到110。工作频率为0时，灵敏度为0。德国等在SiNx悬臂梁表面涂覆聚合物PDMS检测己烷气体，得到的灵敏度为- 0.099Hz/10。
6.微机械温度传感器
与传统传感器相比，微机械传感器具有体积小、重量轻的特点，其固有热容量仅为10 j/k ~ 10 j/k，使其在温度测量方面具有无可比拟的优势。我所研制了一种硅/二氧化硅双层微悬臂梁温度传感器。基于硅和二氧化硅热膨胀系数的差异，梁在不同温度下的挠度不同，其变形可以通过位于梁根部的压敏桥来检测。其非线性误差为0.9%，迟滞误差为0.45%，重复性误差为1.63%，准确度为1.9%。
7.其他微机械传感器
其他传感器可以通过微加工技术实现，如瑞士查尔莫斯大学PeterE等人设计的谐振式流体密度传感器、浙江大学研制的力平衡微机械真空传感器、中国科学院合肥智能研究所研制的振梁微机械力传感器等。
Mems传感器的制造工艺
微机电系统技术是基于成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工技术。它与传统的集成电路工艺有许多相似之处，如光刻、薄膜沉积、掺杂、蚀刻、化学机械抛光等。然而，一些复杂的微结构很难通过集成电路工艺实现，必须通过微加工技术来制造。微细加工技术包括本体微细加工技术、表面微细加工技术和特种微细加工技术。体加工技术是指沿着硅衬底的厚度方向刻蚀硅衬底的工艺，包括湿法刻蚀和干法刻蚀，实现三维
结构的重要方法。表面微加工是采用薄膜沉积、光刻以及刻蚀工艺，通过在牺牲层薄膜上沉积结构层薄膜，然后去除牺牲层释放结构层实现可动结构。除了上述两种微加工技术以外，MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工方法，其中常见的方法包括键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。打开APP阅读更多精彩内容
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