MEMS的制造是从半导体器件制造中的工艺技术发展而来的,即基本技术是材料层的沉积,通过光刻和蚀刻以形成所需形状的图案。[12]
硅
硅是用于制造现代工业中消费电子产品中使用的大多数集成电路的材料。的规模经济,价廉高品质的材料容易得到,并能力纳入电子功能化妆硅为各种各样的MEMS应用具有吸引力。硅还具有通过其材料特性带来的显着优势。以单晶形式,硅是一种几乎完美的胡克材料,这意味着当它弯曲时,几乎没有滞后,因此几乎没有能量耗散。除了实现高度可重复的运动外,这还使硅非常可靠,因为它几乎没有疲劳并且使用寿命可以达到数十亿至数万亿次,而不会中断。特别是在微电子学和MEMS领域,基于硅的半导体纳米结构越来越重要。通过硅的热氧化制造的硅纳米线在电化学转化和存储方面,包括纳米线电池和光伏系统,引起了人们的进一步关注。
聚合物
即使电子工业为硅工业提供了规模经济,但结晶硅仍然是一种复杂且生产相对昂贵的材料。另一方面,可以大量生产具有多种材料特性的聚合物。MEMS器件可以由聚合物通过注塑,压纹或立体平版印刷等工艺制成,特别适合微流体应用,例如一次性血液检测盒。
金属
金属也可以用于制造MEMS元件。尽管金属在机械性能方面不具备硅所显示的某些优势,但在其限制范围内使用时,金属可以表现出很高的可靠性。可以通过电镀,蒸发和溅射工艺沉积金属。常用的金属包括金,镍,铝,铜,铬,钛,钨,铂和银。
陶瓷
由于材料特性的有利组合,硅,铝和钛的氮化物以及碳化硅和其他陶瓷越来越多地应用于MEMS制造中。AlN在纤锌矿结构中结晶,因此显示出热电和压电特性,从而使传感器例如对法向力和剪切力敏感。[14] 另一方面,TiN表现出高电导率和大弹性模量,从而可以实现具有超薄光束的静电MEMS驱动方案。此外,TiN对生物腐蚀的高抵抗力使该材料有资格在生物环境中使用。该图显示了MEMS生物传感器的电子显微镜照片,该MEMS生物传感器在TiN接地板上方具有50 nm薄的可弯曲TiN束。两者都可以作为电容器的相对电极驱动,因为电子束固定在电绝缘的侧壁上。当流体悬浮在空腔中时,其粘度可能来自通过电吸引至接地板而使梁弯曲并测量弯曲速度而得出。