El término sistemas microelectromecánicos o SMEM[1][2] —del inglés microelectromechanical systems (MEMS)— se refiere a la tecnología electromecánica de dispositivos microscópicos, sobre todo los que tiene partes móviles.El concepto fusiona a una nanoescala los sistemas nanoelectromecánicos (SNEM) y la nanotecnología.Los SMEM son también denominados micromáquinas en Japón o tecnología de microsistemas (MST) en Europa.La tecnología de sensores ha hecho progresos significativos debido a los SMEM.Los avances en el campo de los semiconductores están dando lugar a circuitos integrados con características tridimensionales e incluso con piezas móviles.En la forma mono cristalina, el silicio es un material hookeano (cumple la ley de Hooke) casi perfecto, lo que significa que cuando está en flexión prácticamente no hay histéresis y, por lo tanto, casi no hay disipación de energía.Los polímeros por el contrario se pueden producir en grandes volúmenes, con una gran variedad de características materiales.Los metales comúnmente utilizados incluyen al oro, níquel, aluminio, cromo, titanio, tungsteno, plata y platino.Estas películas delgadas puede tener un espesor de entre unos pocos nanómetros a unos 100 micrómetros.La región expuesta puede luego ser eliminada o tratada proveyendo una máscara para el sustrato subyacente.Algunos materiales mono cristalinos, como el silicio, tiene diferentes velocidades de grabado dependiendo en la orientación cristalográfica del sustrato.La superficie de estas ranuras puede ser automáticamente suavizadas si el grabado se lleva a cabo correctamente, con las dimensiones y los ángulos siendo extremadamente precisos.Las regiones selectivamente dopadas pueden ser creadas tanto por implantación, difusión, o deposición epitaxial de silicio.Esto se conoce como la parte química del grabado por iones reactivos.Al cambiar el equilibrio es posible influir en la anisotropía del grabado, ya que la parte química es isotrópica y la parte física altamente anisotrópica, la combinación puede formar paredes laterales, que tienen formas desde redondeadas a verticales.La principal tecnología se basa en el llamado "proceso de Bosch", en referencia a la empresa alemana Robert Bosch, que presentó la patente original, donde dos composiciones de gases diferentes se alternan en el reactor.La primera consiste en tres pasos (el proceso de Bosch, tal como se utiliza en la herramienta UNAXIS), mientras que la segunda variante consiste en dos pasos (ASE utilizado en la herramienta de STB).La nueva tecnología de grabado, el grabado profundo por iones reactivos ha hecho posible combinar el buen desempeño típico del micromaquinado volumétrico con estructuras en peine y operaciones en plano típicas del micromaquinado superficial.Los materiales comúnmente utilizados en el micromaquinado HAR son silicio policristalino denso, conocido como epi-poly, y obleas pegadas de silicio-sobre-aislante (SOI), si bien se han inventado procesos para obleas de silicio volumétricas (SCREAM).El consenso de la industria a principios del siglo XXI es que la flexibilidad y la reducción en complejidad resultantes de tener las dos funciones separadas parece pesar más que la pequeña penalidad en el envasado.Otro software, como SMEM-PRO, se utiliza para producir una composición del diseño adecuado para la entrega a la empresa de fabricación.
Un
ácaro
al lado de un grupo de
engranajes
producidos utilizando SMEM. Cortesía de los
Laboratorios Nacionales Sandia
(
Sandia National Laboratories
), tecnologías SUMMiTTM, www.mems.sandia.gov
Fotografías obtenidas mediante un microscopio electrónico de una viga en forma de X de TiN sobre una placa base (diferencia de altura 2.5 µm). A causa del clip existente en el medio una fuerza de reposición en aumento se desarrolla, cuando la viga es flexionada hacia abajo. La figura de la derecha muestra una aproximación del clip.
[
4
]
