MEMS
走査型電子顕微鏡内で共振するMEMSマイクロカンチレバー
1986年にDARPAに提出された提案で、「マイクロエレクトロメカニカルシステム」という用語が初めて導入された。

MEMS（微小電気機械システム）は、電子部品と可動部品の両方を組み込んだ微小デバイスの技術です。MEMSは1～100マイクロメートル（0.001～0.1 mm）の大きさの部品で構成されており、MEMSデバイスのサイズは一般的に20マイクロメートルから1ミリメートル（0.02～1.0 mm）の範囲ですが、アレイ状に配置された部品（デジタルマイクロミラーデバイスなど）は1000 mm 2を超えることもあります。[ 1 ] MEMSは通常、データを処理する中央ユニット（マイクロプロセッサなどの集積回路チップ）と、周囲と相互作用する複数の部品（マイクロセンサーなど）で構成されます。[ 2 ]

MEMSは表面積と体積の比率が大きいため、周囲の電磁力（例：静電荷や磁気モーメント）や流体力学（例：表面張力や粘性）によって生じる力は、より大規模な機械デバイスよりも設計上の重要な考慮事項となります。MEMS技術は、分子ナノテクノロジーや分子エレクトロニクスとは異なり、後者2つでは表面化学も考慮する必要があります。

超小型機械の潜在能力は、それを製造できる技術が存在する以前から認識されていました（例えば、リチャード・ファインマンの1959年の有名な講演「底辺には十分な空間がある」を参照）。MEMSは、通常は電子機器の製造に使用される半導体デバイス製造技術を改良して製造できるようになって初めて実用化されました。[ 3 ]これらには、成形とメッキ、ウェットエッチング（KOH、TMAH）とドライエッチング（RIEとDRIE）、放電加工（EDM）、その他小型デバイスを製造できる技術が含まれます。

これらはナノスケールでナノ電気機械システム(NEMS) とナノテクノロジーに融合します。

歴史

MEMSデバイスの初期の例としては、1965年にロバート・A・ウィックストロムがハーベイ・C・ナサニエルのために開発したMOSFETを応用した共振ゲートトランジスタがあります。 [ 4 ]もう1つの初期の例としては、1966年から1971年にかけてレイモンド・J・ウィルフィンガーが特許を取得した電気機械モノリシック共振器である共振器があります。 [ 5 ] [ 6 ] 1970年代から1980年代初頭にかけて、物理的、化学的、生物学的、環境的パラメータを測定するためのMOSFETマイクロセンサーが数多く開発されました。[ 7 ]

「MEMS」という用語は 1986 年に導入されました。SC Jacobsen (PI) と JE Wood (Co-PI) は、 DARPA (1986 年 7 月 15 日) への提案「Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS)」を通じて「MEMS」という用語を導入し、ユタ大学に付与されました。 「MEMS」という用語は、1987年11月9日から11日にマサチューセッツ州ハイアニスで開催されたIEEEマイクロロボットおよびテレオペレーターワークショップにおいて、SC Jacobsenによる招待講演「微小電気機械システム（MEMS）」で発表されました。また、「MEMS」という用語は、JE Wood、SC Jacobsen、KW Graceによる「SCOFSS：小型片持ち光ファイバーサーボシステム」という論文によって発表されました。この論文は、1987年11月9日から11日にマサチューセッツ州ハイアニスで開催されたIEEE Proceedings Micro Robots and Teleoperators Workshopに掲載されました。[ 8 ] CMOSトランジスタはMEMS構造上に製造されています。[ 9 ]

種類

MEMSスイッチ技術には、容量性と抵抗性の2つの基本的なタイプがあります。容量性MEMSスイッチは、静電容量を変化させる可動プレートまたはセンシング素子を用いて開発されています。[ 10 ]抵抗性スイッチは、静電的に制御されるカンチレバーによって制御されます。[ 11 ]抵抗性MEMSスイッチは、カンチレバーが経年変化で変形するため、MEMSアクチュエータ（カンチレバー）の金属疲労や接触摩耗によって故障する可能性があります。[ 12 ]

材料

グランドプレート上のX字型TiNビーム（高低差2.5μm）の電子顕微鏡写真。中央のクリップにより、ビームが下方に曲がる際にリセット力が増大する。右図はクリップの拡大図である。[ 13 ]

MEMSの製造は半導体デバイス製造のプロセス技術から発展したものであり、基本的な技術は材料層の堆積、フォトリソグラフィーによるパターン形成、エッチングによって必要な形状を作り出すことである。[ 14 ]

シリコン
シリコンは、現代の産業において民生用電子機器に用いられるほとんどの集積回路の製造に用いられる材料です。規模の経済、安価で高品質な材料の入手しやすさ、電子機能を組み込めるといった理由から、シリコンは幅広い MEMS アプリケーションにとって魅力的な材料となっています。また、シリコンにはその材料特性から生まれる大きな利点もあります。単結晶の状態では、シリコンはほぼ完全なフック型材料であり、曲げてもヒステリシスがほとんどなく、したがってエネルギーの散逸もほとんどありません。これにより、シリコンは繰り返し動作が可能なだけでなく、疲労がほとんどなく、数十億から数兆サイクルにわたって破損することなく動作寿命を維持できるため、信頼性も非常に高くなります。シリコンをベースとした半導体ナノ構造は、マイクロエレクトロニクス、特に MEMS の分野で重要性が高まっています。シリコンの熱酸化によって製造されるシリコンナノワイヤは、ナノワイヤ電池や太陽光発電システムなどの電気化学変換およびストレージの分野でも注目を集めています。
ポリマー
エレクトロニクス産業はシリコン産業に規模の経済性をもたらしていますが、結晶シリコンは依然として製造が複雑で比較的高価な材料です。一方、ポリマーは大量生産が可能で、多様な材料特性を備えています。MEMSデバイスは、射出成形、エンボス加工、ステレオリソグラフィーなどのプロセスでポリマーから製造でき、使い捨て血液検査カートリッジなどのマイクロ流体アプリケーションに特に適しています。
金属
MEMS素子の製造には金属も使用できます。金属はシリコンのような機械的特性の利点を一部備えていませんが、その限界内で使用すれば非常に高い信頼性を発揮できます。金属は電気めっき、蒸着、スパッタリングなどのプロセスで堆積できます。一般的に使用される金属としては、金、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン、白金、銀などが挙げられます。
陶芸
シリコン、アルミニウム、チタンの窒化物、および炭化ケイ素やその他のセラミックは、材料特性の有利な組み合わせにより、MEMS製造においてますます応用されています。AlNはウルツ鉱型構造で結晶化し、焦電特性と圧電特性を示すため、例えば、垂直力とせん断力に感度を持つセンサーを実現できます。[ 15 ] 一方、TiNは高い電気伝導性と大きな弾性率を示すため、極薄ビームを用いた静電MEMS駆動方式の実装が可能です。さらに、TiNは生体腐食に対する高い耐性を備えているため、生体環境における用途に適しています。図は、TiNグランドプレート上に50 nmの薄い曲げ可能なTiNビームを備えたMEMSバイオセンサーの電子顕微鏡写真を示しています。ビームは電気的に絶縁された側壁に固定されているため、どちらもコンデンサの反対側の電極として駆動できます。キャビティ内に流体が浮遊している場合、グランドプレートへの電気的引力によってビームを曲げ、曲げ速度を測定することで、その粘度を導出できます。[ 13 ]

基本的なプロセス

堆積プロセス

MEMSプロセスにおける基本的な構成要素の一つは、厚さ1マイクロメートルから約100マイクロメートルまでの薄膜材料を堆積する能力です。NEMSプロセスも同様ですが、膜堆積の測定範囲は数ナノメートルから1マイクロメートルです。堆積プロセスには、以下の2種類があります。

物理的な沈着

物理蒸着法（PVD）は、材料をターゲットから剥離し、表面に堆積させるプロセスです。このプロセスには、イオンビームによってターゲットから原子を解放し、原子が介在空間を通過して目的の基板に堆積するスパッタリング法と、真空システム内で熱（熱蒸発）または電子ビーム（電子ビーム蒸発）を用いてターゲットから材料を蒸発させる 蒸発法があります。

化学沈着

化学蒸着技術には、原料ガス流を基板上で反応させて目的の材料を成長させる化学気相成長法（CVD）が含まれます。CVDは、技術の詳細に応じてさらにLPCVD（低圧化学気相成長法）やPECVD（プラズマ化学気相成長法）などに分類されます。また、熱酸化法によって酸化膜を成長させることもできます。熱酸化法では、（通常はシリコン）ウェハを酸素や水蒸気にさらすことで、二酸化ケイ素の薄い表面層を成長させます。

パターン化

パターン化とは、パターンを素材に転写することです。

リソグラフィー

MEMSにおけるリソグラフィとは、典型的には、光などの放射線源を選択的に照射することで、感光性材料にパターンを転写することです。感光性材料とは、放射線源に照射されると物理的特性が変化する材料のことです。感光性材料が放射線に選択的に照射されると（例えば、放射線の一部をマスクするなど）、照射された領域と照射されていない領域の特性が異なるため、材料上の放射線パターンが照射された材料に転写されます。

この露出領域は、除去または処理することで、下地基板用のマスクとして機能します。フォトリソグラフィは、通常、金属などの薄膜堆積、ウェットエッチング、ドライエッチングに用いられます。場合によっては、フォトリソグラフィを用いて、後処理を一切行わずに構造を形成することもあります。例えば、SU8ベースのレンズでは、SU8ベースの正方形ブロックが生成されます。その後、フォトレジストを溶融して半球面を形成し、これがレンズとして機能します。

電子ビームリソグラフィー（e-beam lithographyと略されることが多い）は、電子ビームをパターン状に走査し、膜（レジストと呼ばれる）で覆われた表面を走査する技術である[ 16 ]（レジストを「露光」する）、レジストの露光領域または非露光領域を選択的に除去する（「現像」する）。フォトリソグラフィーと同様に、その目的は、レジストに非常に微細な構造を作成し、その後、エッチングによって基板材料に転写することである。集積回路の製造のために開発されたが、ナノテクノロジーアーキテクチャの作成にも用いられている。電子ビームリソグラフィーの主な利点は、光の回折限界を克服し、ナノメートル単位の特徴を形成できる方法の一つである点にある。このマスクレスリソグラフィーは、フォトリソグラフィーで使用されるフォトマスクの製造、半導体部品の少量生産、研究開発において広く利用されている。電子ビームリソグラフィーの主な制約はスループット、つまりシリコンウェハやガラス基板全体を露光するのにかかる非常に長い時間です。露光時間が長くなると、露光中に発生するビームドリフトや不安定性の影響を受けやすくなります。また、パターンを2度目に変更しない場合、再加工や再設計のターンアラウンドタイムが不必要に長くなります。

集束イオンビームリソグラフィーは、近接効果なしに極めて微細な線（50nm以下の線と間隔を実現）を描画できることが知られている。 [ 17 ]しかし、イオンビームリソグラフィーの描画フィールドは非常に小さいため、大面積のパターンは小さなフィールドをつなぎ合わせて作成する必要がある。

イオントラック技術は、約8nmの解像度限界を持つ深掘りツールであり、耐放射線性鉱物、ガラス、ポリマーに適用可能です。現像処理なしで薄膜に穴を開けることができます。構造の深さは、イオンの飛程または材料の厚さによって定義できます。最大で数十の4乗のアスペクト比を実現できます。この技術は、定義された傾斜角で材料を成形およびテクスチャリングできます。ランダムパターン、単一イオントラック構造、そして個々の単一トラックからなる目的のパターンを生成できます。

X線リソグラフィーは、電子産業において薄膜の一部を選択的に除去するプロセスです。X線を用いて、マスク上の幾何学的パターンを基板上の感光性化学フォトレジスト（以下、「レジスト」）に転写します。その後、一連の化学処理を施すことで、生成されたパターンがフォトレジストの下の材料に刻み込まれます。

ダイヤモンドパターニングは、ダイヤモンドMEMSを形成する方法の一つです。シリコンなどの基板にダイヤモンド膜をリソグラフィー法で塗布することで実現されます。パターンは、二酸化ケイ素マスクを介した選択的堆積、または堆積後にマイクロマシニングや集束イオンビームミリングを行うことで形成できます。[ 18 ]

エッチングプロセス

エッチングプロセスには、ウェットエッチングとドライエッチングの2つの基本的なカテゴリがあります。前者では、材料を化学溶液に浸すことで溶解します。後者では、反応性イオンまたは気相エッチング剤を用いて材料をスパッタリングまたは溶解します。[ 19 ] [ 20 ]

ウェットエッチング

ウェットケミカルエッチングは、基板を溶解する溶液に浸すことで、材料を選択的に除去するプロセスです。このエッチングプロセスの化学的性質により、優れた選択性が得られます。つまり、対象材料を慎重に選択すれば、エッチング速度はマスク材料よりも大幅に高くなります。ウェットエッチングは、等方性ウェットエッチング液または異方性ウェットエッチング液のいずれかを使用して行うことができます。等方性ウェットエッチング液は、結晶シリコンの全方向をほぼ等しい速度でエッチングします。異方性ウェットエッチング液は、特定の結晶面に沿って他の面よりも速い速度でエッチングするため、より複雑な3D微細構造を実現できます。ウェット異方性エッチング液は、多くの場合、ボロンエッチストップと組み合わせて使用​​されます。このエッチング液では、シリコン表面にボロンが高濃度にドープされ、ウェットエッチング液に耐性のあるシリコン材料層が形成されます。これは、例えばMEWS圧力センサーの製造に使用されています。

エッチングはどの方向にも同じ速度で進行します。マスクに細長い穴を開けると、シリコンにV字型の溝が刻まれます。寸法と角度が極めて正確にエッチングが正しく行われれば、これらの溝の表面は原子レベルで滑らかになります。

シリコンなどの一部の単結晶材料は、基板の結晶方位によってエッチング速度が異なります。これは異方性エッチングと呼ばれ、最も一般的な例の一つはKOH（水酸化カリウム）中でのシリコンのエッチングです。KOH中では、Si <111>面のエッチング速度は他の面（結晶方位）に比べて約100倍遅くなります。そのため、(100)-Siウェハに長方形の穴をエッチングすると、等方性エッチングの場合のような湾曲した側壁を持つ穴ではなく、54.7°の壁を持つピラミッド型のエッチピットが形成されます。

フッ化水素酸は、二酸化ケイ素（SiO2バッファ酸化膜エッチング液（SOIではBOXとも呼ばれる）は、通常49%濃度、5:1、10:1、または20:1のBOE（バッファードオキサイドエッチング液）またはBHF（バッファードHF）で使用されます。これらは中世にガラスエッチングに初めて使用されました。IC製造においては、ゲート酸化膜のパターン形成に使用されていましたが、その後RIEに置き換えられました。フッ化水素酸はクリーンルームにおいて最も危険な酸の一つと考えられています。

シリコンのドーパント選択除去のための電気化学エッチング（ECE）は、エッチングの自動化と選択的制御に広く用いられている手法です。活性p-nダイオード接合が必要であり、どちらのタイプのドーパントもエッチング耐性（「エッチストップ」）材料として使用できます。最も一般的なエッチストップドーパントはホウ素です。前述のウェット異方性エッチングと組み合わせることで、ECEは市販のピエゾ抵抗型シリコン圧力センサーのシリコンダイヤフラムの厚さ制御に効果的に利用されています。選択的にドープされた領域は、シリコンの注入、拡散、またはエピタキシャル堆積によって形成できます。

ドライエッチング

二フッ化キセノン（XeF2）は、1995年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校でMEMSに初めて適用されたシリコン用の乾式気相等方性エッチングである。[ 21 ] [ 22 ]主にシリコンをアンダーカットして金属や誘電体構造を解放するために使用される。XeF2ウェットエッチング剤とは異なり、スティクションフリーの剥離性という利点があります。シリコンに対するエッチング選択性が非常に高いため、フォトレジスト、SiO2、窒化シリコン、そして様々な金属をマスキングに用いる。シリコンに対する反応は「プラズマレス」で、純粋に化学的かつ自発的であり、多くの場合パルスモードで動作する。エッチング作用のモデルは利用可能であり[ 23 ]、大学の研究室や様々な市販ツールがこのアプローチを用いたソリューションを提供している。

現代のVLSIプロセスでは、ウェットエッチングは避けられ、代わりにプラズマエッチングが使用されています。プラズマエッチング装置は、プラズマのパラメータを調整することで、複数のモードで動作できます。通常のプラズマエッチングは、0.1～5 Torrで動作します。（この圧力の単位は真空工学で一般的に使用され、約133.3パスカルに相当します。）プラズマは、ウェーハ表面で反応する、中性電荷を持つ高エネルギーのフリーラジカルを生成します。中性粒子はあらゆる角度からウェーハを攻撃するため、このプロセスは等方性です。プラズマエッチングは、等方性、すなわちパターン面における横方向のアンダーカット率が下方向のエッチング率とほぼ同じである場合と、異方性、すなわち横方向のアンダーカット率が下方向のエッチング率よりも小さい場合があります。このような異方性は、深堀反応性イオンエッチングにおいて最大化されます。プラズマエッチングにおける「異方性」という用語の使用は、配向依存エッチングを指す際に使用される同じ用語と混同しないでください。プラズマの原料ガスには通常、塩素またはフッ素を豊富に含む小分子が含まれています。例えば、四塩化炭素（CCl 4）はシリコンとアルミニウムをエッチングし、トリフルオロメタンは二酸化ケイ素と窒化ケイ素をエッチングします。酸素を含むプラズマは、フォトレジストを酸化（「灰化」）し、除去を促進するために使用されます。

イオンミリング、またはスパッタエッチングでは、10 −4 Torr（10 mPa）程度の低圧力で加工を行います 。この方法では、Ar+などの希ガスの高エネルギーイオンをウェハに照射し、運動量を移動させることで基板から原子を叩き出します。エッチングはイオンによって行われ、イオンはウェハにほぼ一方向から近づくため、このプロセスは高い異方性を示します。一方、選択性は低くなる傾向があります。反応性イオンエッチング（RIE）は、スパッタエッチングとプラズマエッチングの中間の条件（10 −3 Torr ～10 −1  Torr）で加工を行います。深掘り反応性イオンエッチング（DRIE）は、RIE技術を改良し、深く狭い形状を加工します。

反応性イオンエッチング（RIE）では、基板をリアクター内に配置し、複数のガスを導入します。RF電源を用いて混合ガス中にプラズマを発生させ、ガス分子をイオンに分解します。イオンはエッチング対象材料の表面に向かって加速し、反応して別のガス状物質を生成します。これは反応性イオンエッチングの化学的作用として知られています。また、スパッタリング堆積プロセスに似た物理的作用もあります。イオンのエネルギーが十分に高ければ、化学反応を起こさずにエッチング対象材料から原子を叩き出すことができます。化学的エッチングと物理的エッチングのバランスをとるドライエッチングプロセスの開発は、調整すべきパラメータが多数あるため、非常に複雑な作業です。このバランスを変えることでエッチングの異方性に影響を与えることができます。化学的作用は等方性であり、物理的作用は高度に異方性であるため、この組み合わせによって丸みを帯びたものから垂直なものまで、様々な形状の側壁を形成できます。

深堀反応性イオンエッチング（DRIE）は、RIEの特殊なサブクラスであり、人気が高まっています。このプロセスでは、数百マイクロメートルのエッチング深度が達成され、ほぼ垂直な側壁が形成されます。主な技術は、いわゆる「ボッシュプロセス」[ 24 ]に基づいています。これは、最初の特許を出願したドイツ企業ロバート・ボッシュにちなんで名付けられ、リアクター内で2つの異なるガス組成を交互に使用するプロセスです。現在、DRIEには2つのバリエーションがあります。最初のバリエーションは3つの異なるステップ（オリジナルのボッシュプロセス）で構成され、2番目のバリエーションはわずか2つのステップで構成されています。

最初のバリエーションでは、エッチング サイクルは次のようになります。

（i）SF6等方性エッチング;
（ii）C4F8不動態化;
（iii）SF6床掃除用の異方性エッチング。

2番目のバリエーションでは、手順 (i) と (iii) が組み合わされます。

どちらのバリエーションも同じように動作します。C4F8基板の表面にポリマーを生成し、第2のガス組成物（SF6そしてO2）は基板をエッチングします。ポリマーはエッチングの物理的過程によって即座にスパッタリングされますが、水平面のみで側壁はエッチングされません。ポリマーはエッチングの化学的過程において非常にゆっくりと溶解するため、側壁に蓄積され、エッチングから保護します。その結果、50対1のエッチングアスペクト比を実現できます。このプロセスはシリコン基板を完全にエッチングするのに容易に使用でき、エッチング速度はウェットエッチングの3～6倍です。

シリコンウェーハ上に多数のMEMSデバイスを作製した後、個々のダイを分離する必要があります。これは半導体技術ではダイ準備と呼ばれます。用途によっては、分離の前にウェーハのバックグラインドを行い、ウェーハの厚さを薄くします。その後、冷却液を用いたソーイング、またはステルスダイシングと呼ばれるドライレーザープロセスによってウェーハをダイシングします。

製造技術

バルクマイクロマシニングは、シリコンベースのMEMSにおける最も古いパラダイムです。シリコンウェーハの全厚がマイクロメカニカル構造の構築に使用されます。[ 20 ]シリコンは様々なエッチングプロセスを用いて加工されます。バルクマイクロマシニングは、 1980年代と1990年代にセンサー業界に革命をもたらした 高性能圧力センサーと加速度センサーの実現に不可欠な技術でした。

表面マイクロマシニングでは、基板自体を使用するのではなく、基板の表面に堆積した層を構造材料として使用します。[ 25 ]表面マイクロマシニングは、同じシリコン ウェハー上に MEMS と集積回路を組み合わせることを目的として、シリコンのマイクロマシニングと平面集積回路技術の互換性を高めるために 1980 年代後半に開発されました。元の表面マイクロマシニングの概念は、可動の機械構造としてパターン化された薄い多結晶シリコン層に基づいており、下にある酸化物層の犠牲エッチングによって解放されました。インターデジタル コーム電極を使用して、面内の力を生成し、面内の動きを容量的に検出しました。この MEMS パラダイムにより、自動車のエアバッグ システムや、低性能および/または高 g 範囲で十分なその他のアプリケーション向けの低コストの加速度計の製造が可能になりました。アナログ デバイスは、表面マイクロマシニングの産業化の先駆者であり、MEMS と集積回路の共統合を実現しました。

ウェーハ接合は、2枚以上の基板（通常は同じ直径）を互いに接合して複合構造を形成するプロセスです。マイクロシステムの製造に使用されるウェーハ接合プロセスには、いくつかの種類があります。例えば、シリコンなどの半導体材料で作られた2枚以上のウェーハを接合する直接接合またはフュージョンウェーハ接合、ホウ素ドープガラスウェーハを半導体ウェーハ（通常はシリコン）に接合する陽極接合、中間薄膜材料層を用いてウェーハ接合を容易にする熱圧着接合、そして金薄膜層を用いて2枚のシリコンウェーハを接合する共晶接合などです。これらの方法はそれぞれ、状況に応じて特定の用途があります。ほとんどのウェーハ接合プロセスは、接合を成功させるための3つの基本的な基準に基づいています。接合するウェーハが十分に平坦であること、ウェーハ表面が十分に滑らかであること、そしてウェーハ表面が十分に清浄であること。ウェーハ接合において最も厳しい基準は通常、直接フュージョンウェーハ接合です。なぜなら、たとえ1枚以上の小さな微粒子であっても接合が失敗する可能性があるからです。それに比べて、中間層を使用するウェーハ接合方法は、はるかに許容範囲が広い場合が多いです。

バルク シリコン マイクロマシニングと表面 シリコン マイクロマシニングはどちらも、センサー、インクジェット ノズル、その他のデバイスの工業生産に使用されています。しかし、多くの場合、これら 2 つの違いは小さくなっています。新しいエッチング技術である深層反応性イオン エッチングにより、バルク マイクロマシニングに特有の優れた性能と、表面マイクロマシニングに特有の櫛形構造および面内動作を組み合わせることが可能になりました。表面マイクロマシニングでは構造層の厚さが 2 μm の範囲にあるのが一般的ですが、HAR シリコン マイクロマシニングでは厚さが 10 ～ 100 μm になります。HAR シリコン マイクロマシニングで一般的に使用される材料は、エピポリと呼ばれる厚い多結晶シリコンと、結合されたシリコン オン インシュレーター (SOI) ウェーハですが、バルク シリコン ウェーハ用のプロセスも作成されています (SCREAM)。ガラス フリット接合、陽極接合、または合金接合によって 2 番目のウェーハを接合することで、MEMS 構造を保護します。集積回路は通常、HAR シリコン マイクロマシニングとは組み合わせられません。

アプリケーション

映画投影用のテキサスインスツルメンツ製DMDチップ
透過型電子顕微鏡内でMEMSを用いて金ストライプ（幅～1μm）の機械的特性を測定する[ 26 ]

MEMS の一般的な商用アプリケーションには次のようなものがあります。

業界構造

SEMIとYole Developmentの調査レポート「Global MEMS/Microsystems Markets and Opportunities」によると、自動車エアバッグシステム、ディスプレイシステム、インクジェットカートリッジなどの製品を含むマイクロエレクトロメカニカルシステムの世界市場は2006年に400億ドルに達し、2011年までに720億ドルに達すると予測されています。[ 39 ]

強力なMEMSプログラムを持つ企業には、様々な規模があります。大手企業は、自動車、バイオメディカル、電子機器といった最終市場向けに、大量生産で安価な部品やパッケージソリューションの製造に特化しています。一方、小規模企業は革新的なソリューションで価値を提供し、高い販売利益率でカスタム製造の費用を吸収しています。大企業も中小企業も、新しいMEMS技術を探求するために研究開発に投資するのが一般的です。

MEMSデバイスの製造に使用される材料および装置の市場規模は、2006年に世界で10億ドルを超えました。材料需要を牽引しているのは、市場の70%以上を占める基板、パッケージングコーティング、そして化学機械平坦化（CMP）の利用増加です。MEMS製造は依然として中古半導体製造装置が主流ですが、200mmラインへの移行が進み、一部のMEMSアプリケーションではエッチングやボンディングなどの新しい装置が選定されています。

参照

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