MEMS — microelectromechanical syste

MEMS — microelectromechanical system
Interest in creating MEMS grew in the 1980s, but it took nearly two
decades to establish the design and manufacturing infrastructure needed for
their commercial development. One of the first products with a large
market was the automobile air-bag controller, which combines inertia
sensors to detect a crash and electronic control circuitry to deploy the air
bag in response. Another early application for MEMS was in inkjet
printheads. In the late 1990s, following decades of research, a new type of
electronic projector was marketed that employed millions of micromirrors,
each with its own electronic tilt control, to convert digital signals into
images that rival the best traditional television displays. Emerging products
include mirror arrays for optical switching in telecommunications,
semiconductor chips with integrated mechanical oscillators for radiofrequency
applications (such as cellular telephones), and broad range of
biochemical sensors for use in manufacturing, medicine, and security.
MEMS are fabricated by using the processing tools and materials
employed in integrated-circuit (IC) manufacturing. Typically, layers of
polycrystalline silicon are deposited along with the so-called sacrificial
layers of silicon dioxide or other materials. The layers are patterned and
etched before the sacrificial layers are dissolved to reveal three-dimensional
structures, including microscopic cantilevers, chambers, nozzles, wheels,
gears, and mirrors. By building these structures with the same batchprocessing
methods used in IC manufacturing, with many MEMS on a
single silicon wafer significant economies of scale have been achieved.
Also, the MEMS components are in essence “built in place”, with no
subsequent assembly required, in contrast to the manufacture of
conventional mechanical devices.
A technical issue in MEMS fabrication concerns the order in which
to build the electronic and mechanical components. High-temperature
annealingis needed to relieve stress and warping of the polycrystallinesilicon
layers, but it can damage any electronic circuits that have already
been added. On the other hand, building the mechanical components first
requires protecting these parts while the electronic circuitry is fabricated.
Various solutions have been used, including burying the mechanical parts
in shallow trenches prior to the electronics fabrication and then uncovering
them afterward.
Barriers to further commercial penetration of MEMS include their
cost compared with the cost of simpler technologies, nonstandardization of
design and modeling tools, and the need for more reliable packaging. A
current research focus is on exploring properties at nanometer dimensions
(i. e., at billionths of a meter) for devices known as nanoelectromechanical
systems (NEMS). At these scales the frequency of oscillation for structures
increases (from megahertz up to gigahertz frequencies), offering new design possibilities (such as for noise filters); however, the devices become
increasingly sensitive to any defects arising from their fabrication.

Результаты (русский) 1:

MEMS — микроэлектромеханические системыЗаинтересованность в создании MEMS вырос в 80-х, но он взял почти дведесятилетия для создания дизайна и производственной инфраструктуры, необходимой дляих коммерческого развития. Один из первых продуктов с большимрынок был автомобильный надувных контроллер, который сочетает в себе инерциидатчики для обнаружения аварии и цепь электронного управления для развертывания в воздухесумка в ответ. Другое раннее применение для MEMS был в струйныйПечатающие головки. В конце 1990-х, после десятилетий исследований, новый типЭлектронный проектор был на рынке, что работают миллионы micromirrors,каждый со своей собственной электронной наклона управления для преобразования цифровых сигналов вотображает изображения, которые соперничать лучших традиционного телевидения. Новые продуктывключать зеркало массивы для оптического переключения в области телекоммуникаций,полупроводниковых чипов с интегрированной механического осцилляторов для радиочастотнойприложения (например, Сотовые телефоны) и широкий спектрбиохимические датчики для использования в промышленности, медицине и безопасности.MEMS изготавливаются с использованием инструментов обработки и материаловзанятых в производстве интегрированы цепи (IC). Как правило слоиполикристаллического кремния на хранение вместе с так называемой жертвенныхслои диоксида кремния или других материалов. Узорные слои итравления перед жертвенных слоёв растворяются раскрыть трехмерныеструктуры, включая микроскопические кантилеверов, камер, насадки, колеса,шестерни и зеркала. Создавая эти структуры с же batchprocessingметоды, используемые в производстве IC, с много MEMS набыли достигнуты одной кремниевой пластины значительный эффект масштаба.Кроме того, компоненты MEMS являются по сути «построен в место», с безпоследующие Ассамблеи, требуется, в отличие от производстваОбычные механические устройства.Технический вопрос в изготовлении МЭМС касается порядок, в которомдля построения электронных и механических компонентов. Высокая температураannealingis необходимо снять стресс и деформации polycrystallinesiliconслои, но это может повредить электронные схемы, которые ужебыли добавлены. С другой стороны создание механических компонентов сначалатребует защиты этих частей, в то время как готовых электронных схем.Были использованы различные решения, включая захоронение механических частейв неглубоких траншеях до изготовления электроники и затем раскрытиеих потом.Барьеры для дальнейшего коммерческого проникновения MEMS включают ихстоимость, по сравнению с более простых технологий, nonstandardization отсредства моделирования и проектирования и потребность в более надежной упаковки. AТекущие исследования основное внимание уделяется изучению свойств в нанометровом размеры(т. е., в миллиардных долей метра) для устройств, известный как наноэлектромеханическихсистем (НСМОС). На этих масштабах частота колебания конструкцийувеличивает (с тактовой частотой до частоты гигагерц), предлагая новые возможности дизайна (такие как фильтры шума); Однако эти устройства становятсявсе более чувствительны к любые дефекты, возникающие из их изготовления.

Результаты (русский) 2:

MEMS - микроэлектромеханических систем
интерес к созданию MEMS вырос в 1980 - х годах, но потребовалось почти два
десятилетия , чтобы создать дизайн и производственной инфраструктуры , необходимой для
их коммерческого развития. Одним из первых продуктов с большим
рынком был автомобиль авиадиспетчер-мешок, который сочетает в себе инерционные
датчики для обнаружения аварии и электронные схемы управления для развертывания воздушного
мешка в ответ. Другое раннее применение для MEMS был в струйных
печатающих головок. В конце 1990 - х годов, после десятилетий исследований, новый тип
электронного проектора был продан , который используют миллионы микрозеркал,
каждый со своим собственным электронным управлением наклона, для преобразования цифровых сигналов в
образы , которые могут соперничать лучшие традиционные телевизионные дисплеи. Возникающие продукты
включают в себя зеркальные массивы для оптической коммутации в области телекоммуникаций,
полупроводниковых чипов со встроенными механическими генераторами для радиочастотных
приложений (таких как сотовые телефоны), а также широкий спектр
биохимических датчиков для использования в производстве, медицине и безопасности.
MEMS изготовляются с помощью обработки инструменты и материалы ,
используемые в интегральных схем (ИС) производства. Как правило, слои
поликристаллического кремния осаждаются вместе с так называемыми жертвенных
слоев диоксида кремния или других материалов. Слои с рисунком и
протравливают перед жертвенные слои растворяются , чтобы выявить трехмерные
структуры, в том числе микроскопических консолями, камер, сопел, колес,
зубчатых колес и зеркал. Создавая эти структуры с теми же batchprocessing
методами , используемыми в производстве IC, со многими MEMS на
одной кремниевой пластины значительная экономия от масштаба были достигнуты.
Кроме того , MEMS компоненты по своей сути " , построенного на месте", без
последующей сборки требуется, в отличие от производства
обычных механических устройств.
техническая проблема в производстве MEMS касается порядка , в котором
для создания электронных и механических компонентов. Высокотемпературный
annealingis необходимо , чтобы снять стресс и коробления polycrystallinesilicon
слоев, но это может повредить электронные схемы , которые уже
были добавлены. С другой стороны, создание механических компонентов первой
требует защиты этих частей в то время как электронная схема изготовлена. При
этом использовались различные растворы, в том числе захоронение механических деталей
в неглубокие траншеи до начала производства электроники , а затем раскрыть
их позже.
Барьеры для дальнейшего коммерческого проникновение МЭМС включают их
стоимость по сравнению со стоимостью более простых технологий, стандартизированные от
проектирования и инструментов моделирования, а также необходимость более надежной упаковки.
Современные исследования основное внимание уделяется изучению свойств при нанометровых размеров
(т.е. в миллиардных долях метра) для устройств , известных как наноэлектромеханических
систем (НЭМС). В этих масштабах частота колебаний для структур
возрастает (от мегагерц до частот гигагерц), предлагая новые возможности для дизайна (например, для шумовых фильтров); Тем не менее, эти устройства становятся все
более чувствительными к дефекты , возникающие из их изготовления.

Результаты (русский) 3:

микроэлектромеханические - микроэлектромеханические системыинтерес к созданию микроэлектромеханические вырос в 80 - е годы, но это заняло почти двадесятилетия по созданию инфраструктуры, необходимой для разработки и изготовленияих коммерческого развития.одним из первых продуктов с большимрынок автомобильные газонаполнительные контролер, который сочетает в себе инерциисенсоры для обнаружения столкновения и электронного контроля схемы развертывания воздухасумку в ответ.еще в начале приложения для микроэлектромеханические в струйный принтерprintheads.в конце 90 - х годов, после десятилетий исследований, новый типэлектронный проектор на рынке, которые работают миллионы micromirrors,каждый со своей собственной электронной наклонно - контроль, превратить цифровые сигналы визображения, которые соперник лучших традиционных телевизионных дисплеев.новых продуктоввключать массивов оптических переход в зеркало, телекоммуникации,полупроводниковые чипы с интегрированной механические генераторы для вместеприложений (таких, как сотовые телефоны), и широкого кругабиохимические датчики для использования в промышленности, медицине и безопасности.микроэлектромеханические производятся с помощью обработки инструментов и материаловработающие в интегральных (IC) производства.как правило, слоиполикристаллический кремний выкладываются наряду с так называемой жертвоприношенияслой диоксида кремния и других материалов.слоёв не рисунком ии до того, как жертвенное слои растворяются раскрыть трехмернойструктуры, в том числе микроскопические cantilevers, камеры, сопел, колеса,передач, и зеркала.на создание этих структур с тем же batchprocessingметоды, используемые в ик - производство, со многими микроэлектромеханические наодин кремниевых пластин значительную экономию от масштаба, были достигнуты.кроме того, компоненты, по сути, микроэлектромеханические "построена на месте", -после собрания требуется, в отличие от производстваобычные механических устройств.технический вопрос в микроэлектромеханические изготовление заключается в том, в каком порядкесоздавать электронные и механические компоненты.высокая температураannealingis необходимо для снятия стресса и деформации от polycrystallinesiliconслои, но оно может подорвать любые электронные схемы, которые ужедобавлено.с другой стороны, строительство механических компонентов первойтребуется обеспечить защиту этих частей, а в электронных схем является сфабрикованным.различные решения использовались, в том числе хоронить механических частейв неглубоких траншеях, до электроники, изготовление и затем разоблачениеих потом.препятствий для дальнейшего коммерческого проникновения микроэлектромеханические включать ихстоимость по сравнению со стоимостью более простые технологии, nonstandardization издизайн и инструментов моделирования, и необходимость в более надежных упаковочных материалов.ав ходе исследований основное внимание уделяется изучению свойств на нанометр аспекты(т. е. на billionths один метр) для устройств, известный как nanoelectromechanicalсистемы (NEMS).на этих масштабах частоту колебаний структуррост (с частотой до ггц частоты), предлагая новые разработки возможности (например, для шума фильтры); однако устройства становятсявсе более чувствительной к любые дефекты, связанные с их производство.