“游戲曾經是你生活中的一部分，現在你將成為游戲中的一部分”，用這句話來形容風靡世界的Wii游戲機再合適不過。Wii最大的特點是無線和動作感應，其以人體工學設計的遙控器還原了我們日常生活中的各種傳統動作。它可以在游戲中充當一把劍，又或者是你手中的畫筆和方向盤。這一切是如何實現的呢？嵌入其中的MEMS傳感器件功不可沒。Wii正是采用了以MEMS為基礎的三軸加速度感測器從而實現了游戲玩家的“身臨其境”，并一舉占領了市場。

MEMS到底能為我們做些什么？從iPhone手機里的游戲、計步器、測量氣壓及天氣預報等功能，到Nike運動鞋中的壓力傳感器，再到現在風靡市場的Wii游戲機的手持柄，幾乎所有流行前沿的新鮮物品都出現了MEMS的身影，更不用說傳統的汽車電子和其它消費電子產品。

1987年，美國利用集成電路制造工藝首次制作出直徑為100μm的硅靜電微電機，由此開創了采用微電子技術制造微機械的嶄新領域。微電子與微機械技術相結合，形成了今天的MEMS系統。MEMS技術本質上是將機械、光學、電氣和電子的子元件融合成一個集成系統，在單個芯片上實現與宏觀世界一樣的功能。與半導體芯片相比，MEMS將遠遠超越電子學的范疇，使芯片承載更多的功能。

MEMS厲兵秣馬

MEMS即微電子機械系統，是指對微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。它可將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。這種微電子機械系統不僅能夠采集、處理與發送信息或指令，還能夠按照所獲取的信息自主地或根據外部的指令采取行動。它用微電子技術和微加工技術相結合的制造工藝，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微系統。

MEMS雖然由來已久，但是其全面商品化也就是最近幾年的事情。不過MEMS驚人的發展速度、廣闊的市場前景和較高的利潤還是吸引了越來越多的目光。據Yole Development預測，在未來5年內，MEMS將保持平均17%的增長率。在Wii和iPhone等高端電子消費品的拉動下，2008年MEMS的銷售額有望達到14%的增長，2010-2012年將達到18-19%。MEMS的主要市場推動者是麥克風、微型顯示器、RF MEMS器件、壓力傳感器以及加速度計等，僅麥克風和RF MEMS器件在2011年就將占到總制造量的45%。

目前，我國在壓力傳感器、加速度計、麥克風、慣性傳感器、溫度傳感器、流量傳感器等產品方面，從理論研究、產品設計到批量生產技術方面都已日趨成熟，汽車電子的國產化率也在不斷增高。在高端消費品MEMS仍無法與國外競爭對手抗衡的情況下，保持傳統優勢產品，并積極開拓諸如汽車電子等領域將是國產MEMS產品切入市場的最佳策略。

MEMS高速發展的受益者不僅有廣大消費者，設備和材料廠商也將獲得較好的發展空間。圖1是MEMS設備和材料的發展預測，節節攀升的數字讓人們對未來的發展持樂觀態度。設備方面最為搶眼的當屬刻蝕設備，不僅所占份額最大，近12%的增長率也極其可觀。材料方面則是氣體與化學品、掩膜版和硅襯底“三分天下”。

從晶圓廠、設備廠、材料供應商到封裝廠和軟件開發工具，有大量的資源支持MEMS開發的快速上市和降低成本的需求。同時，巨大的市場需求也無形而有力的推動著MEMS制造的發展。繼 “代工雙雄” 臺積電和聯電加速升級8寸廠的MEMS制造后，中芯國際于不久前也宣布將在2009年第一季度開始采用200mm生產線投入MEMS的量產，這也許是國內MEMS制造向8寸代工廠轉移的信號。

CMOS代工企業要從事千差萬別的MEMS代工服務并不容易，器件多樣性帶來的除了讓人眼花繚亂的產品外，更多的是制造的困難和特殊性。

多樣性帶來特殊性

使用廣泛的硅基MEMS工藝技術是在硅集成電路生產工藝，如CMOS基礎上發展而來的，它們之間有很多相似之處。但是與CMOS器件不同，MEMS器件的多樣性為工藝制造帶來了極大的困難。現如今，MEMS借鑒CMOS的經驗、向CMOS標準化制造靠攏是總的發展趨勢，許多的MEMS產品都是半導體技術的延伸和擴展。盡管已有相當部分的MEMS工藝可采用標準CMOS制造工藝，但是其還具有自身的一些特殊工藝，如深反應離子刻蝕（DRIE）、雙面光刻等，這些工藝的發展直接影響到MEMS的未來。

消費市場的需求是MEMS發展的巨大驅動力，它要求MEMS制造商不斷減小芯片的尺寸以提高產能、降低成本。這就對刻蝕提出了新的要求，因為MEMS器件對深寬比結構的要求比一般的半導體器件更高。CMOS制造中的干法刻蝕對MEMS要求的垂直側壁的高深寬比結構無能為力，由此誕生了DRIE技術。

根據反應機理不同，DRIE可分為低溫工藝和高溫工藝兩種。以SF6/O2為刻蝕氣體的低溫DRIE雖然可以使結構側壁較為光滑，但由于采用低溫，光刻膠容易破裂。目前的主流工藝為分別以SF6和C4F8作為刻蝕和鈍化氣體的高溫DRIE，即Bosch技術（圖2）。該技術的重點是刻蝕與鈍化交替進行。鈍化層同時在槽的側壁和底部生長，由于等離子的方向性刻蝕，底部的鈍化層更容易被刻蝕掉，槽的側壁在刻蝕時由于有鈍化層的保護而不被刻蝕掉，從而得到垂直性很好的高深寬比結構。