MEMS
Dispositivos SemiconductoresJulio de 2012
Facultad de Ingeniería - UBADepartamento de Electrónica
Contenido
● Introducción ¿A qué nos referimos con MEMS?
● Aspectos generales de la fabricación● Etapas de diseño● Ejemplos de aplicación
¿Qué significa MEMS?
● Micro Electro Mechanical System● También llamados Micro System Technology
(MST)● Interacción eléctrica - mecánica y/o química● Dimensiones del orden del micrón● Permite implementar sensores y/o actuadores
¿Que se necesita para fabricar MEMS?● Conocimiento de las propiedades físicas de los materiales:
mecánicas, eléctricas, térmicas y magnéticas.
● Herramientas para trabajar los materiales o ”micromaquinado”: Procesos de Litografía - Etching - Deposition.
¿Que se necesita para fabricar MEMS?¿Qué se necesita para fabricar MEMS?
¿Que se necesita para fabricar MEMS?● Conocimiento de las propiedades físicas de los materiales:
mecánicas, eléctricas, térmicas y magnéticas.
● Herramientas para trabajar los materiales o ”micromaquinado”: Procesos de Litografía - Etching - Deposition.
● Muy estudiado y consolidado en la industria.● Permite integrar sensores, transductores, procesamiento
de señales, control y actuadores todo en el mismo chip.
¿Que se necesita para fabricar MEMS?¿Qué se necesita para fabricar MEMS?
Solución: Procesos CMOS
Micromaquinado superficial
Micromaquinado en Volumen I
Etching anisotropico: se logran figuras geometricas de gran definicion aprovechando sustancias que atacan selectivamente los diferentes planos cristalográficos.
Micromaquinado en Volumen II
Con técnicas como el DRIE, se logran altas relaciones de aspecto de hasta 30:1
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
3. Elección de un proceso
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
3. Elección de un proceso
4. Diseño
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
3. Elección de un proceso
4. Diseño
5. Modelo matemático >> Simulaciones: spice, matlab-simulink, por elementos finitos: Coventor, ANSYS.
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
3. Elección de un proceso
4. Diseño
5. Modelo matemático >> Simulaciones: spice, matlab-simulink, por elementos finitos: Coventor, ANSYS.
6. Fabricación de un prototipo
DiseñoEtapas en el desarrollo de un dispositivo MEMS:
1. Objetivo >> requeriemietos >> especificaciones
2. Modelo conceptual
3. Elección de un proceso
4. Diseño
5. Modelo matemático >> Simulaciones: spice, matlab-simulink, por elementos finitos: Coventor, ANSYS.
6. Fabricación de un prototipo
7. Medición. Permite determinar si se cumplieron los objetivos. De lo contrario se debe volver a la etapa 4 o a la etapa 2.
Mercado MEMS
Ejemplos de Aplicación
Acelerómetros I
Acelerómetros II
● Aplicaciones: Disparo de Airbag, Teléfonos celulares, ABS, Velocímetros angulares, giróscopos..
Microfluidrica● Aplicaciones: Inyectores de tinta, Regulación de
caudales de fluidos, Sensores de presión
Óptica
DMD:
Digital Micromirror Device
Óptica II● Switches ópticos para
interconexión de fibra
Comunicaciones
● Switches de RF
Sensores Químicos
Biotecnología● Lab on Chip: microfluídrica + sensores químicos
Microscopía de fuerza atómica (AFM)
Referencias● http://www.fan.org.ar/
● http://www.tandar.cnea.gov.ar/grupos/mems/mems.html
● http://www.inti.gob.ar/electronicaeinformatica/becas2.htm
● http://www.mems.sandia.gov/
● http://www-mtl.mit.edu/mems/research.html
● http://www-bsac.eecs.berkeley.edu/
● http://www.memsnet.org/jobs/
● http://www.inti.gov.ar/hilo/h3/h3-2.php
● http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_microelectromecanicos
● MEMS Mechanical Sensors (Beeby - Ensell - Kraft - White)
● The MEMS handbook (Mohamed Gad-el-Hak)
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