第1章　绪论

微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）技术主要基于微电子工艺，可以把传感器、执行器和处理电路集成在一起形成单片集成传感器或系统，还可以实现MEMS芯片的大规模批量制造，是支撑智能和智慧等技术发展的底层核心技术，已广泛用于汽车、工业控制、仪器仪表、国防军事、生物医学、航空航天等国民经济和国防建设领域，并成为国际竞争的战略制高点。

集成电路主要由海量的晶体管组成，如今使用的不同功能的集成电路就是以晶体管为基本单元设计制造出来的。集成电路的制造工艺为平面工艺，关注点主要是电性能，把晶体管做好是关键。因此，开发的标准工艺流程适应面广，是非常高效的制造模式。

与集成电路不同，MEMS芯片的核心是微机械结构，需要进行三维微机械结构加工，除了关注电性能，还要关注机械和力学等性能。而且，微机械结构多种多样，不同的传感器需要采用不同的微机械结构，如今还没有一种像晶体管那样功能强大的微机械结构。因此，制造目标难以集中，需要开发多种工艺流程以满足不同微机械结构的制造需求，各种传感器的制造商没有形成像集成电路那样通用的标准工艺流程，基本上还是沿袭了传统机械加工的一种工艺流程支撑一种器件的制造模式。此外，微电子工艺是为制造晶体管量身打造的平面工艺，用其来制造三维微机械结构，还面临集成电路工艺流程中各种复杂的兼容性问题。

因此，尽管MEMS芯片制造利用了集成电路工艺，但与集成电路制造有明显的不同，如何利用集成电路平面工艺实现三维微机械结构的大规模批量制造是硅基MEMS芯片制造的关键所在。本书主要围绕如何利用集成电路平面工艺制造三维微机械结构，进而实现硅基MEMS芯片的大规模批量制造，来系统介绍硅基MEMS制造技术。

MEMS的范畴很广，涉及微电子、机械、光学、生化等多个学科，制造手段涉及集成电路工艺、机械加工、光学加工、生化加工等多种途径。本书主要介绍基于集成电路工艺的硅基MEMS制造技术，不介绍其他MEMS制造技术。

在书的内容安排上，由于介绍常规集成电路制造技术的书很多，本书仅用一章简单介绍一下常规集成电路制造工艺，以使不熟悉集成电路工艺的读者快速入门，其他篇幅将介绍与MEMS相关的制造技术，以突出MEMS制造的特色。本书分为五个部分：①简单介绍MEMS的起源及发展过程（第1章）；②简单介绍常规集成电路制造工艺（第2章）；③介绍单项MEMS制造关键工艺技术（第3～6章）；④介绍MEMS制造工艺模块（第7～10章）；⑤介绍典型MEMS芯片制造工艺流程（第11章）。这样安排可使读者先对MEMS的全貌有个大致了解，便于理解MEMS制造技术的理念；然后通过介绍单项MEMS制造关键工艺技术，以及单项MEMS制造关键工艺与常规集成电路工艺组合形成的MEMS制造工艺模块，让读者了解三维微机械结构的制造；最后为了让读者了解如何应用关键工艺技术与工艺模块，对几种典型的MEMS芯片制造工艺流程进行了介绍。结构上努力做到循序渐进，以便于读者理解。