MEMSlaitteissa

MEMS-laitteet (microelektromekaaniset järjestelmät) ovat pienikokoisia laitteita, joissa mekaaniset rakenteet, anturit ja usein toimilaitteet sekä elektroniikka integroidaan yhteen siirtämällä mikroskooppisia ominaisuuksia yhteen puolijohdesiruun. Rakenteet ovat tyypillisesti mikrometrien mittakaavassa, ja ne suunnitellaan sekä valmistetaan käyttämällä puolijohdevalmistuksessa sovellettuja mikrofabrikaation tekniikoita, kuten litografiaa, karhentamista ja kalvopinnoitteita. Usein useita identtisiä yksiköitä valmistetaan kerralla wafer-tason prosessoinnilla, mikä mahdollistaa suuria määriä pienikokoisia toiminnallisia laitteita.

Yleisimmät MEMS-laitteet ovat kiihtyvyysmittarit ja gyroskoopit, joita käytetään laitteissa kuten älypuhelimissa ja pelilaitteissa. Muihin tyypillisiin MEMS-anturitekniikoihin kuuluvat paineanturit, mikrofonit (MEMS-mikrofonit), sekä erilaiset neste- ja kemiallisten mittausten MEMS-ratkaisut. Lisäksi kehitetään RF-MEMS-laitteita sekä mikro-toimilaitteita, joita käytetään esimerkiksi signaalin käsittelyssä tai korkeataajuuslähteissä.

Käyttökohteita on laajasti kuluttajatuotteista auto-, teollisuus- ja terveydenhuoltoalaan. MEMS-laitteita hyödynnetään esimerkiksi älypuhelimien antureissa, ajoneuvojen turvavarusteissa, teollisessa sensoroinnissa sekä laboratoriomaisissa nano- ja mikrofluidiikkasovelluksissa.

Haasteet liittyvät lähinnä luotettavuuteen, tiiviin pakkaamisen vaatimuksiin ja lämpötilan sekä kulumisen vaikutuksiin. Tutkimus keskittyy parempiin materiaaleihin, parempaan integraatioon CMOS-teknologian kanssa sekä edistyneempiin valmistusmenetelmiin, joiden avulla MEMS-laitteista voidaan tehdä entistä kestävämpiä, pienempiä ja energiataloudellisempia.