（元琛科技）微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）是指可批量制作的，集微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路等于一體的微型器件或系統(tǒng)。首先，采用MEMS技術(shù)制備的叉指電極襯底，具有微納米尺度的電極間距，可極大的提高信噪比，降低檢測(cè)限，且利于秒級(jí)快速的響應(yīng)；其次，基于MEMS技術(shù)構(gòu)建的微型加熱器，可以實(shí)現(xiàn)毫瓦級(jí)更低的加熱功耗以及毫秒量級(jí)的溫升-降速率，利于傳感器在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用。基于MEMS技術(shù)，可大幅度減小傳感器的尺寸，利于傳感器陣列架構(gòu)以及傳感器的組網(wǎng)監(jiān)測(cè)。

MEMS基底生產(chǎn)工藝當(dāng)前較為成熟，傳感器區(qū)別多在于敏感材料與基底的集成方法，主要有原子層沉積方法、電鍍法、熱氧化法、濕法刻蝕法、磁控濺射法和絲網(wǎng)印刷法等。

（1）原子層沉積方法
原子層沉積（ALD）是在反應(yīng)器中，反復(fù)通入氣相前驅(qū)體并在基底形成沉積膜的一種方法。每次通入的前驅(qū)體都會(huì)在基體表面沉積并伴隨表面反應(yīng)而形成薄膜，在反復(fù)的清洗和沉積之后就會(huì)制得目標(biāo)厚度的薄膜。通過原子層沉積生長(zhǎng)的金屬氧化物薄膜以及核－殼結(jié)構(gòu)大多可用于傳感應(yīng)用。通過采用這種方式，只要有成膜材料可以通過的縫隙，就能以納米等級(jí)的膜厚控制，在小孔側(cè)壁和深孔底部等部位成膜，在深度蝕刻時(shí)的聚合物沉積等MEMS加工中形成均勻的成膜。

（2）電鍍法
電鍍就是在某些金屬表面上利用電解原理鍍上另一層其它金屬或合金的過程。在電鍍的過程中，以鍍層金屬作為陽(yáng)極，以目標(biāo)器件作為陰極，鍍層金屬的陽(yáng)離子會(huì)在待鍍工件的表面被還原而形成鍍層。電鍍技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是它是一種極其廉價(jià)的薄膜制備技術(shù)，另外可以利用電鍍技術(shù)制備合金、和厘米級(jí)的厚膜和復(fù)雜的圖形、電鍍薄膜具有良好的應(yīng)力特性。電鍍技術(shù)由于受到自身淀積原理的限制，一般需要在襯底有一層薄的金屬層做種子（所謂的seed），因此這在一定程度上限制了襯底的種類。
（3）熱氧化法
熱氧化法主要過程：（1）氧化劑（O2/H20）以氣態(tài)形式到達(dá)硅片表面；（2）氧化劑在固態(tài)介質(zhì)（SiO2）中擴(kuò)散到Si；（3）氧化劑和Si發(fā)生反應(yīng)。熱氧化法制備的薄膜比其他方法制備的薄膜都要致密。熱氧化法可以分為干法氧化和濕法氧化，反應(yīng)溫度為900~1200℃，干法氧化的到的薄膜要比濕法氧化的薄膜致密。
（4）濕法刻蝕法
濕法刻蝕是通過模板和不同的刻蝕劑在材料表面制作出規(guī)則的形貌。不同各向異性的刻蝕劑可以刻蝕出不同的形貌。利用濕法刻蝕可以制造出多種三維硅納米結(jié)構(gòu)，例如納米線，納米柱和納米錐，傳感器，垂直晶體管等。實(shí)際上，大多數(shù)這些結(jié)構(gòu)都是用反應(yīng)離子蝕刻（RIE）制成的，其加工成本高，通量低，氟污染大。理論上的濕法各向異性蝕刻具有清晰且可控的特征，但實(shí)際應(yīng)用中仍未得到很好的實(shí)現(xiàn)，很大程度的原因是化學(xué)蝕刻劑會(huì)沿各個(gè)方向均勻腐蝕下層基板。

（5）磁控濺射法
濺射的原理就是通過高能粒子轟擊靶材表面，將靶材表面的原子或分子轟擊出來，并在磁場(chǎng)和電場(chǎng)的控制下撞擊基底從而沉積成薄膜。磁控濺射是物理氣相沉積（PVD）的一種，被大量用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多種材料的薄膜。這種方法操作簡(jiǎn)單，易于控制，具有附著力強(qiáng)，鍍膜面積大等優(yōu)點(diǎn)。自1970年代首次開發(fā)以來，磁控濺射技術(shù)己逐漸應(yīng)用于裝飾，半導(dǎo)體和制造領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用。目前，磁控濺射己成為真空沉積領(lǐng)域中使用最廣泛且不斷發(fā)展的技術(shù)之一。與其他濺射技術(shù)相比，磁控濺射不僅可以在較低的壓力下和相對(duì)較高的沉積速率下進(jìn)行操作，而且還可以用于合成一些顆粒感較小的致密膜。到目前為止，已經(jīng)有了一些基于濺射MOS薄膜的MEMS傳感器的例子，包括基于微機(jī)械WO3傳感器以及包含p-n異質(zhì)結(jié)的傳感膜：SnO2-NiO膜在室溫下對(duì)H2S具有高敏感性能。但大多數(shù)的濺射膜靈敏度仍遠(yuǎn)低于常規(guī)化學(xué)合成的納米結(jié)構(gòu)MOS材料，這是因?yàn)槠浞蔷B(tài)和高密度結(jié)構(gòu)限制了敏感材料與周圍氣體之間的相互作用。

（6）絲網(wǎng)印刷法
絲網(wǎng)印刷技術(shù)發(fā)展至今已有十分悠久的歷史，是一種使用將油墨逐層疊加在一種固體材料上的，通過使用網(wǎng)框或者模具來改變圖形的厚膜技術(shù)，因其成本低廉、高效、大批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)被廣泛運(yùn)用在廣告制作、海報(bào)印刷、工藝生產(chǎn)的領(lǐng)域，而使用絲網(wǎng)印刷工藝制備傳感器成為一項(xiàng)重要的里程碑。與傳統(tǒng)的棒狀電極相比，絲網(wǎng)印刷電極因其體積小的優(yōu)勢(shì)能夠集成在各種便攜式測(cè)試系統(tǒng)中，在避免取樣、運(yùn)輸?shù)炔僮飨轮苯优c環(huán)境中的待檢測(cè)物接觸并傳感。絲網(wǎng)印刷電極的制備工藝主要由以下幾個(gè)操作流程組成，圖形設(shè)計(jì)、模板制定、材料預(yù)處理、印刷、電極干燥組成。電極一般使用絲網(wǎng)印刷機(jī)半自動(dòng)印刷，也可以使用手工印刷的方式。