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1.必須采用微細加工技術
用于MEMS的制造技術主要是以硅表面加工和體加工為主的硅微細加工、利用X射 線光刻、電鑄工藝和精密機械加工〔如微細電火花加工、超聲波加工、化學加工、激光精密加工等這些加工技術廣義上均屬于微細加工范疇。MEMS的產(chǎn)品設計包括器件、電 路、系統(tǒng)和封裝4方面。MEMS的加工技術尚不完善，可加工的結(jié)構和材料還不多，復 雜結(jié)構的加工可靠性、成品率、可重復性也不理想，但隨著技術的不斷進步，這些問題將逐漸得到解決。
制作微機電系統(tǒng)所用的材料包括半導體、金屬、陶瓷、聚合物、特種玻璃、石英和鉆石等。表面性能優(yōu)良的薄膜材料，微致動的功能材料，微系統(tǒng)的光學材料（如微小激光器材料)、能源材料等也同樣適用于MEMS的制作。
2.一般采用智能集成
MEMS帶來了全新的概念，它改變了現(xiàn)有系統(tǒng)把信息獲取、計算（分析、判斷或決 策)和執(zhí)行功能分割開來的狀態(tài)，將上述功能集成起來，成為一個智能集成的微系統(tǒng)。例 如，硅微加速度計便是一個系統(tǒng)集成的例子。它包括一個微細加工的多晶硅梳狀結(jié)構和在同一芯片上的BiMOS信號處理電路，整個尺寸為3mm*3mm，它的梳狀結(jié)構是加速度傳 感部分(厚2μm、重43 μ g），又是IC電路的電容(3pF);而IC電路是傳感器的后續(xù)信號處理部分，承擔梳狀結(jié)構的反饋控制功能(控制質(zhì)量塊移動范圍小于10nm)，包括振蕩器、 解調(diào)器、前置放大器、緩沖器、參考單元和反饋回路等。整個機械和電路要求把多晶硅微細加工工藝和已有的4 μ m模擬 BiMOS 結(jié)合起來，能夠大批量生產(chǎn)，器件的噪聲非常小。
3.具有明顯學科交叉特點
微機電系統(tǒng)涉及電子、機械、光學、材料、制造、信息、物理、化學和生物等多種學 科，屬多學科交叉，必須綜合運用多種加工技術，不斷探索新原理和新設計，并將科研和產(chǎn)業(yè)化銜接起來，才能獲得良性運行。事實上，當材料的特征尺寸達至微米和納米量級時，許多物理現(xiàn)象與宏觀世界有很大差別，從而提出了很多新的科學問題，如尺度效應、 熱傳導、微流體特性、微光學特性、微構件材料性能、微結(jié)構表面效應和微觀摩擦機理等。要發(fā)掘和利用微小尺度現(xiàn)象的潛能，才有高層次的創(chuàng)新。
例如，MIT在硅片上制作出渦輪機，其目標是1cm直徑的發(fā)動機產(chǎn)生10?20W的電力或0.05~0.1N的推力，最終達到100W。整個微型渦輪發(fā)動機包括空氣壓縮機、渦輪 機、燃燒室、燃料控制系統(tǒng)及電啟動馬達7發(fā)電機。顯然，這一技術涉及尺度效應、熱傳 導、微流體特性等理論。
又如，數(shù)字驅(qū)動微鏡陣列芯片涉及微光學特性、微構件材料性能、微結(jié)構表面效應等，用于投影顯示裝置。微鏡陣列芯片是利用硅表面微細加工工藝開發(fā)的。在一片硅片上做出100萬只微鏡子，每個鏡片尺寸為4μm*4μm，可單獨設定地址。這些鏡片通過調(diào)整其傾斜角，同步地把高對比度的數(shù)字圖像投影到屏幕 上，使得投影畫面無變形，照度均勻一致，色彩均勻，無笨重的光學聚焦系統(tǒng)等。市場上已經(jīng)批量生產(chǎn)了采用數(shù)字驅(qū)動微鏡陣列微機電系統(tǒng)的768X576像素彩色電視投影儀， 2048X1152像素的DMD芯片樣機也已出現(xiàn)。
MEMS的小巧和高度集成的特點，對于滿足武器裝備體積小、重量輕、能耗低和智能化的要求，具有獨特的優(yōu)勢。例如，美國規(guī)劃的一種微型飛行器的技術指標為長、寬、高尺寸均小于15cm，質(zhì)量不超過115g，巡航范圍約16km，速度為32? 64km/h，連續(xù)飛行20?60min;能自主飛行，執(zhí)行如傳輸實時圖像等任務;軍用于偵察、 目標搜索、通信中繼，監(jiān)測化學、核武器或生物武器，甚至作為攻擊武器;民用于搜尋災 難幸存者、有毒氣體或化學物質(zhì)源，農(nóng)業(yè)及環(huán)境監(jiān)測，消滅害蟲等。MIT林肯實驗室正在研制的鴨式微型飛機約57g，尺寸小于15cm，飛行速度為9?13m/s，可控半徑為5km， 飛行高度為100m，空中停留時間為1h，它半自主式飛行，具有偵察及導航能力。
總之，MEMS的發(fā)展將在多個學科開辟出廣闊領域，帶動一批新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是未來制造領域中的一個重要發(fā)展方向。
