MEMS傳感器的技術(shù)核心，是硅諧振測量通道，與傳統的諧振器技術(shù)相比，MEMS傳感器具有許多的優(yōu)點(diǎn)，例如：更小的尺寸、更加廣泛的應用，以及即使是在低壓、極短的放映時(shí)間內也能達到精確的氣體密度測量。
1.什么是MEMS技術(shù)：
MEMS的全稱(chēng)，是Micro-Electro-Mechanical Systems，即微機電系統，該技術(shù)是基于硅半導體技術(shù)的基礎上，在復雜的微系統中結合了微電子和微機械等功能。是在融合多種微細加工技術(shù)，并應用微電子技術(shù)和最新成果的基礎上發(fā)展起來(lái)的高科技前沿學(xué)科。
半導體技術(shù)，是通過(guò)使用各種處理技術(shù)，在半導體基板（通常由硅制成）上集成幾個(gè)電子部件（例如光刻和薄膜技術(shù)），并組裝成芯片。由于芯片生產(chǎn)的各個(gè)步驟非常復雜，因此這些步驟會(huì )倍增。這些芯片，是由圓形、方形或圓盤(pán)形的晶圓制作成的，而晶圓的材料通常與所需基板的材料一致。
半導體技術(shù)可實(shí)現電子電路的微型化，在傳統的電子產(chǎn)品中，電子電路由機械制造的組件組成。 而TrueDyne Sensors AG MEMS芯片具有更高的集成度，不僅具有電子功能，而且還具有與機械和流體相關(guān)的性能。
由于對各個(gè)組件的要求很高，TrueDyne Sensors 公司的MEMS芯片通常不限于硅基板。 取而代之的是，將不同的材料用于不同的組件，并通過(guò)各種組裝和連接技術(shù)將它們組合在一起。[1]
圖1：MEMS芯片的組成1.晶圓 2.芯片
2.MEMS技術(shù)的應用領(lǐng)域：
MEMS技術(shù)變得越來(lái)越重要。它們應用領(lǐng)域非常廣泛，在我們的日常生活中無(wú)處不在。MEMS系統的應用領(lǐng)域包括：汽車(chē)工業(yè)應用的防盜，安全氣囊控制或車(chē)輛側翻檢測系統；移動(dòng)通信領(lǐng)域的導航，用于顯示方向或著(zhù)應用于移動(dòng)游戲中；微流體系統在醫學(xué)工程中，特別是在生物分子分析中，也具有巨大的應用潛力，在這個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵詞是芯片實(shí)驗室或BioMEMS。
下面以MEMS傳感器的常用四大領(lǐng)域進(jìn)行介紹：[2]
（1）汽車(chē)電子：MEMS傳感器可滿(mǎn)足汽車(chē)環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求。其應用方向和市場(chǎng)需求包括車(chē)輛的防抱死系統（ABS）、電子車(chē)身穩定程序（ESP）、電控懸掛（ECS）、電動(dòng)手剎（EPB）、斜坡起動(dòng)輔助（HAS）、胎壓監控（EPMS）、引擎防抖、車(chē)輛傾角計量和車(chē)內心跳檢測等等。汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)被認為是MEMS傳感器的第一波應用高潮的推動(dòng)者，全球平均每輛汽車(chē)包含10個(gè)傳感器，在高檔汽車(chē)中，大約采用25至40只MEMS傳感器。
（2）消費類(lèi)電子：隨著(zhù)消費電子領(lǐng)域大發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng )新不斷涌現，特別是受益于智能手機和平板電板的快速發(fā)展，消費電子已經(jīng)取代汽車(chē)領(lǐng)域成為MEMS最大的應用市場(chǎng)。MEMS傳感器在消費電子領(lǐng)域的應用包括運動(dòng)/墜落檢測、導航數據補償、游戲/人機界面、電源管理、GPS增強/盲區消除、速度/距離計數等等，這些MEMS技術(shù)都在很大程度上提高了用戶(hù)體驗。
（3）航空航天設備：
MEMS傳感器應用在航空航天領(lǐng)域，要求適應在不同的空間環(huán)境，以及航天器某些系統工作時(shí)或在空間環(huán)境作用下產(chǎn)生的誘導環(huán)境，航空航天傳感器主要有狀態(tài)傳感器，環(huán)境傳感器之分，前者包括各種活動(dòng)機件的即時(shí)位置傳感器，飛機狀態(tài)傳感器，飛機姿態(tài)傳感器等，環(huán)境傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。
（4）生物醫療行業(yè)：
MEMS傳感器技術(shù)的突破也為醫療應用帶來(lái)前所未有的便利性和體驗。體外診斷、藥物研究、病患監測、給藥方式以及植入式醫療器械等領(lǐng)域都在不斷發(fā)展，系統集成商們需要創(chuàng )新的技術(shù)來(lái)迅速提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本、縮小產(chǎn)品尺寸，生物醫療行業(yè)中常用的MEMS傳感器包括：醫用測壓傳感器、植入式傳感器、壓電聚合傳感器、心臟起搏器、MEMS加速度傳感器、生物傳感器等。
3.Truedyne 傳感器公司的MEMS技術(shù)
幾年來(lái)，TrueDyne 傳感器公司一直致力于利用Coriolis測量原理開(kāi)發(fā)和實(shí)現流體微系統或MEMS芯片。 Coriolis測量原理所需的流體通道由硅基板形成，并集成到MEMS芯片中。在TrueDyne傳感器公司的研究中，該系統尚未能被證明對測量流量有效。然而，通過(guò)研究已經(jīng)表明，振動(dòng)硅通道可以非常有效地用于諧振器密度計中。
如今，TrueDyne傳感器公司的MEMS芯片非常小，尺寸不超過(guò)6.9 x 6.9 x 1.5 mm3。 它包含電子組件，流體測量通道和溫度傳感器。TrueDyne 傳感器公司的MEMS芯片總共使用四個(gè)晶片進(jìn)行制造：
（1）通過(guò)使用等離子蝕刻技術(shù)，將兩個(gè)硅晶片組成測量通道。。為此，每個(gè)通道的一半被蝕刻到硅晶片中。 通過(guò)連接兩個(gè)半部（接合的方法）來(lái)創(chuàng )建通道。
（2）玻璃晶片包含金屬電極，流體孔和溫度傳感器。
（3）另一個(gè)硅晶片用于在真空中封裝測量通道。這使得測量通道可以在沒(méi)有空氣阻尼的情況下振蕩。
由于芯片的微型化（測量通道= 0.5 μl體積）和通道材料的優(yōu)秀質(zhì)量（硅），使得MEMS芯片具有許多優(yōu)勢和新的應用領(lǐng)域。芯片的微型化是目前MEMS技術(shù)發(fā)展的一大趨勢，特別是在小批量樣品和結構緊湊的應用中，微型化的作用是非常強大的。
硅優(yōu)秀的熱力學(xué)性能和機械性能，還意味著(zhù)會(huì )給傳感器帶來(lái)更為強大的功能。硅是良好的熱導體。 因此，通道與環(huán)境之間不會(huì )有較大的溫度差。這使得密度測量時(shí)所需的溫度信息可以精確而容易地確定下來(lái)。
圖2：MEMS芯片1.薄膜溫度傳感器，2.狹縫，3.測量通道，4.真空，5.電極
硅的機械性質(zhì)對于密度測量也是有利的。硅通道的低自重和低剛性意味著(zhù)可以實(shí)現非常高的測量靈敏度。 該性質(zhì)對于輕質(zhì)液體和氣體特別重要。 因此，仍可以在低壓的環(huán)境下以高靈敏度進(jìn)行氣體測量（當前指定的壓力范圍在1至20 bar之間）。此外硅通道可以以很高的頻率振動(dòng)。這樣可以縮短測量時(shí)間，并使測量信號不受外部機械干擾振動(dòng)的影響。
參考文獻：
[1] Praxiswissen Mikrosystemtechnik, F. V?lklein und T. Zetterer, 2006, Vieweg+Teubner Verlag[2] 傳感器四大應用領(lǐng)域詳解https://tech.hqew.com/fangan_17
