MEMS(Micro Electro Mechanical Systems/微機電系統)是應用半導體微細加工技術,將機械結構體(感測器・致動器・微流道等)與電路整合在同一基板上的元件・技術總稱。具有微米到毫米尺度的微細可動部位,能將物理量的偵測或機械動作與電氣訊號進行雙向轉換。
代表性的 MEMS 元件包括用於智慧型手機姿態偵測的加速度感測器・陀螺儀、汽車安全氣囊控制用的壓力感測器、DLP 投影機的數位微鏡元件(DMD)、噴墨印表機的噴頭、助聽器用矽麥克風(MEMS Mic)等。隨著 IoT・穿戴式裝置・車用・醫療領域的需求擴大,市場規模快速成長。
MEMS 製造除了一般的半導體製程(微影、CVD、濺鍍)外,還需要 MEMS 特有的技術。代表性的有:以深反應性離子蝕刻(DRIE)形成高深寬比的垂直溝槽、犧牲層蝕刻(為釋放可動部而進行的選擇性蝕刻),以及陽極接合・直接接合・低溫接合等晶圓接合技術。
MEMS 雖然有些可在一般半導體晶圓廠(CMOS fab)製造,但一般採用 MEMS 專用晶圓廠(例:博世(Bosch)、意法半導體(STMicroelectronics)、MEMSCAP),或以無晶圓廠模式設計後委託晶圓代工廠的模式。日本則有精工愛普生(Seiko Epson)、美蓓亞三美(MinebeaMitsumi)等廠商投入。
近年來,將 CMOS 邏輯電路與 MEMS 整合在同一晶片上的 CMOS-MEMS 整合技術,以及以晶圓級封裝(WLP)實現的小型化・成本降低持續推進。此外,生醫 MEMS(微流體晶片)與光子 MEMS(光開關)等應用領域也快速擴大。