Микромеханика
Традиционные технологии изготовления микродеталей имеют жесткий предел мелкости, определяемый размером обрабатывающего инструмента. Наиболее мелкие детали мы сегодня находим внутри обычных часов со стрелками. Причем неважно, механические это часы или электронные – все равно шестеренки, передающие движения стрелкам, настолько малы, что без специальной оснастки всю конструкцию не собрать и винтики не закрутить.
Но даже самое малюсенькое колесико и крошечный рубиновый камешек от часов покажутся огромными механизмами в сравнении с деталями современных микромашинок, изготавливаемых на тех же заводах, где делают микросхемы. Плоские моторчики диаметром 100 мкм и шестеренки толщиной 1 микрон сегодня уже никого особо не удивляют, и сейчас вовсю идет работа над созданием полезных изделий размером с рисовое зернышко.
Но любая микромеханика без встроенных микросенсоров будет слепа и сможет работать только по твердо заданной программе, как механическое пианино. И поэтому сегодня разного рода сенсоры активно интегрируются в состав микросхем. Уже имеются микропроцессоры, содержащие до 60 различных датчиков на одном базовом кремниевом кристалле. Причем изготавливается эта умная и чувствительная схема в едином технологическом процессе и является поистине интегральной, поскольку объединяет в себе не только тысячи резисторов и транзисторов, но и целую систему измерителей и исполнителей. Такая система способна не только “чувствовать”, но и перемещать небольшие массы на вполне заметное расстояние.
Одним из наиболее массовых изделий такого рода являются датчики столкновения, инициирующие надувание подушек безопасности в современных автомобилях. Микропроцессор постоянно анализирует сигнал от микроакселерометра, и если ускорение автомобиля превышает опасный предел, мгновенно принимает решение об активации системы безопасности. Самыми же популярными являются полупроводниковые интегральные датчики давления, используемые в медицинских тонометрах и автомобильной автоматике, а также датчики силы, помогающие взвешивать на весах продукты и прочие предметы.
Микротехнологии
Главные орудия производства микромеханических устройств – это свет и химические реакции. Проецируемые на кремниевую пластину (вейфер), как на экран, различные изображения с фотографической точностью формируют нужные структуры, причем и проявка, и нанесение фоточувствительного слоя могут быть многократными, так же как и растворение лишнего материала, и наращивание новых слоев кремния и его соединений, а также металлических проводников.
