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[导读]为增进大家对MEMS的认识,本文将对MEMS和CMOS的区别予以介绍。

MEMS也就是我们常说的微机电系统,MEMS侧重于超精密机械加工,这也是MEMS的主要应用方向。为增进大家对MEMS的认识,本文将对MEMS和CMOS的区别予以介绍。如果你对MEMS微机电系统或是本文内容具有兴趣,不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、MEMS

MEMS全称Micro Electromechanical System,微机电系统。是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置,其内部结构一般在微米甚至纳米量级,是一个独立的智能系统。主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术,为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。

二、CMOS

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片,是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。因为可读写的特性,所以在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据,这个芯片仅仅是用来存放数据的。

电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元。

三、MEMS与CMOS的区别

在某种程度上,MEMS可以看作CMOS集成电路的扩展。如果将CMOS比喻为人的大脑和神经网络,那么MEMS就是大脑智慧的“手臂”,为这信息系统提供了获取信号的微传感器和执行命令的微执行器。

生产MEMS与CMOS集成芯片也还存在以下问题:1)与IC半导体芯片相比,MEMS器件需要用到更为复杂的材料与分层;2)构建MEMS结构所需要的专门工艺不容易集成到半导体工厂。

人们早期认为,将MEMS与CMOS模块集成到单芯片上的任务非常困难。因为在制程上MEMS与CMOS存在很大差异:1)MEMS包含一些可动的机械构件,需要在一些如热驱动、静电驱动、磁驱动下执行动作,不能采用CMOS传统方法进行封装。2)多功能MEMS应用与传统的CMOS产业制造不同,如包含更多步骤、背面工艺、特殊金属和非常奇特的材料以及晶圆键合等等。3)基底材料有所不同。在生物和医疗领域,很多地方都选用玻璃和塑料而非硅片作为MEMS基底,甚至出于降低成本原因使用塑料制作一次性医疗器械。4)设计思路不同。CMOS电路是从上往下设计,适合于复杂微系统设计,需要良好的预定义工艺模块;而MEMS多数从下往上设计,需要建立特殊工艺文件。5)CMOS与MEMS产品与技术生命周期不相同。CMOS产品遵循“摩尔定律”,产品生命周期不到半年就会被淘汰;而结构设计合理的MEMS产品生命周期可延长到2年。因为这些差异,人们在早期并没有努力将CMOS与MEMS结合起来。

在单芯片上集成MEMS与CMOS电路的尝试是由分离器件向集成电路规模化转变的行业趋势带动的。早期器件采用将裸片堆叠的方式,将复杂功能分散于处理器与传感器多块芯片上,容易导致芯片尺寸大小、可制造性和一致性等方面的缺陷。因此,人们迫切希望将MEMS技术与CMOS工艺结合,利用CMOS标准化工艺,实现传感器、执行器、信号采集、数据处理、控制电路一体化混合集成在一块三维硅片上,实现多种功能的智能化集成。

CMOS-MEMS集成单芯片是单一微观器件制造领域的里程碑,与传统多芯片MEMS模块相比有以下优势:1)利用了CMOS工艺的标准化规模效应,大幅降低制造设备和材料成本。2)高度集成化、系列化的嵌入式MEMS芯片将大大缩短MEMS产品的开发周期与制造成本。3)采用CMOS设计和材料会使MEMS产品具有更优异的性能和可靠性。出于对高灵活性、高性能的解决方案的追求与降低成本的压力。许多著名的CMOS半导体公司,包括STM、Infineon、Motorola(Freesacle)、Fairchild、 Dalsa Semiconductor、Semefab、Elmos与Xfab等,都相继投入MEMS产业,生产CMOS-MEMS集成芯片。

以上便是此次小编带来的MEMS相关内容,通过本文,希望大家对MEMSCMOS的区别具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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