メムス

MEMS（微小電気機械システム）は、電子部品と可動部品の両方を組み込んだ微小デバイスの技術です。MEMSは1〜100マイクロメートル（0.001〜0.1 mm）のサイズの部品で構成されており、MEMSデバイスのサイズは一般的に20マイクロメートルから1ミリメートル（0.02〜1.0 mm）の範囲ですが、アレイ状に配置された部品（デジタルマイクロミラーデバイスなど）は1000 mm ²を超えることもあります。^[1] MEMSは通常、データを処理する中央ユニット（マイクロプロセッサなどの集積回路チップ）と、周囲と相互作用するいくつかの部品（マイクロセンサーなど）で構成されます。^[2]

MEMS は表面積と体積の比率が大きいため、周囲の電磁気によって生成される力(静電荷や磁気モーメントなど) や流体力学 (表面張力や粘度など) は、大規模な機械装置よりも設計上の考慮事項として重要になります。MEMS 技術は、分子ナノテクノロジーや分子エレクトロニクスでは表面化学も考慮する必要があるという点で、これらとは区別されます。

非常に小さな機械の可能性は、それを製造できる技術が存在する前から認識されていました（たとえば、リチャード・ファインマンの有名な1959年の講演「底辺には十分な余地がある」を参照）。MEMSは、通常は電子機器の製造に使用される改良された半導体デバイス製造技術を使用して製造できるようになって初めて実用的になりました。^[3]これらには、成形とメッキ、ウェットエッチング（KOH、TMAH）とドライエッチング（RIEとDRIE）、放電加工（EDM）、および小型デバイスを製造できるその他の技術が含まれます。

これらはナノスケールでナノ電気機械システム(NEMS) とナノテクノロジーに融合します。

MEMSデバイスの初期の例としては、1965年にロバート・A・ウィックストロムがハーベイ・C・ナサニエルのために開発したMOSFETを応用した共振ゲートトランジスタがあります。 ^[4]もう1つの初期の例としては、1966年から1971年にかけてレイモンド・J・ウィルフィンガーが特許を取得した電気機械モノリシック共振器である共振器があります。 ^{[5] [6] 1970年代から1980年代初頭にかけて、物理的、化学的、生物学的、環境的パラメータを測定するためのMOSFET}マイクロセンサーが数多く開発されました。^[7]

「MEMS」という用語は 1986 年に導入されました。SC Jacobsen (PI) と JE Wood (Co-PI) は、ユタ大学に付与された「Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS)」と題するDARPAへの提案(1986 年 7 月 15 日) を通じて、「MEMS」という用語を導入しました。 「MEMS」という用語は、1987 年 11 月 9 日から 11 日までマサチューセッツ州ハイアニスで開催された IEEE マイクロロボットおよびテレオペレーター ワークショップで、SC Jacobsen による招待講演「マイクロ電気機械システム (MEMS)」で発表されました。「MEMS」という用語は、1987 年 11 月 9 日から 11 日までマサチューセッツ州ハイアニスで開催された IEEE Proceedings Micro Robots and Teleoperators Workshop に JE Wood、SC Jacobsen、KW Grace が提出した論文「SCOFSS: 小型片持ち光ファイバー サーボ システム」で発表されました。^[8] CMOS トランジスタは MEMS 構造の上に製造されています。^[9]

MEMSスイッチ技術には、静電容量型とオーミック型の2つの基本的なタイプがあります。静電容量型MEMSスイッチは、静電容量を変化させる可動プレートまたはセンシング素子を使用して開発されています。^[10]オーミックスイッチは、静電的に制御されるカンチレバーによって制御されます。^{[11]オーミックMEMSスイッチは、カンチレバーが時間の経過とともに変形する可能性があるため、MEMS}アクチュエータ（カンチレバー）の金属疲労と接触摩耗により故障する可能性があります。^[12]

MEMSの製造は半導体デバイス製造のプロセス技術から発展したものであり、基本的な技術は材料層の堆積、フォトリソグラフィーによるパターン形成、エッチングによって必要な形状を作り出すことである。^[14]

シリコン

シリコンは、現代の産業における民生用電子機器に使用されているほとんどの集積回路の製造に使用されている材料です。規模の経済、安価で高品質の材料の容易な入手性、電子機能を組み込む能力により、シリコンはさまざまな MEMS アプリケーションにとって魅力的です。シリコンには、その材料特性によってもたらされる大きな利点もあります。単結晶の状態では、シリコンはほぼ完全なフック材料であり、曲げてもヒステリシスがほとんどなく、したがってエネルギーの散逸もほとんどありません。これにより、シリコンは繰り返し動作が可能になるだけでなく、疲労がほとんどなく、破損することなく数十億から数兆サイクルの範囲で耐用年数を維持できるため、信頼性も非常に高くなります。シリコンに基づく半導体ナノ構造は、マイクロエレクトロニクス、特に MEMS の分野でますます重要性を増しています。シリコンの熱酸化によって製造されるシリコンナノワイヤは、ナノワイヤ電池や太陽光発電システムなどの電気化学変換およびストレージの分野でも注目されています。

ポリマー

エレクトロニクス産業はシリコン産業に規模の経済性をもたらしていますが、結晶シリコンは依然として製造が複雑で比較的高価な材料です。一方、ポリマーは多種多様な材料特性を持ち、大量に製造できます。MEMS デバイスは、射出成形、エンボス加工、ステレオリソグラフィーなどのプロセスによってポリマーから製造でき、使い捨ての血液検査カートリッジなどのマイクロ流体アプリケーションに特に適しています。

金属

金属は MEMS 要素の作成にも使用できます。金属は機械的特性の点でシリコンが示す利点の一部を備えていませんが、制限内で使用すれば、非常に高い信頼性を発揮できます。金属は、電気メッキ、蒸着、スパッタリング プロセスによって堆積できます。一般的に使用される金属には、金、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、チタン、タングステン、プラチナ、銀などがあります。

陶芸

シリコン、アルミニウム、チタンの窒化物、およびシリコンカーバイドやその他のセラミックは、材料特性の有利な組み合わせにより、MEMS製造にますます応用されています。AlN はウルツ鉱構造で結晶化し、そのため焦電特性と圧電特性を示し、たとえば、垂直力とせん断力に敏感なセンサーを可能にします。^[15] 一方、TiN は高い電気伝導性と大きな弾性率を示し、極薄ビームを使用した静電 MEMS アクチュエーション スキームの実装を可能にします。 さらに、 TiN は生物腐食に対して高い耐性があるため、この材料は生物起源の環境での用途に適しています。 図は、 TiN グランド プレートの上に 50 nm の薄い曲げ可能な TiN ビームを備えた MEMSバイオセンサーの電子顕微鏡写真を示しています。 ビームは電気的に絶縁された側壁に固定されているため、両方ともコンデンサの反対の電極として駆動できます。 キャビティ内に流体が浮遊している場合、グランド プレートへの電気的引力によってビームを曲げ、曲げ速度を測定することで、その粘度を導き出すことができます。^[13]

MEMS 処理の基本的な構成要素の 1 つは、厚さが 1 マイクロメートルから約 100 マイクロメートルの材料の薄膜を堆積する能力です。NEMS プロセスも同様ですが、膜堆積の測定範囲は数ナノメートルから 1 マイクロメートルです。堆積プロセスには次の 2 種類があります。

物理蒸着法 (PVD) は、材料をターゲットから取り除き、表面に蒸着するプロセスです。このプロセスには、イオン ビームがターゲットから原子を解放し、原子が介在空間を通過して目的の基板に蒸着できるようにするスパッタリング プロセスと、真空システムで熱 (熱蒸着) または電子ビーム (電子ビーム蒸着) を使用してターゲットから材料を蒸発させる蒸発プロセスがあります 。

化学蒸着法には化学蒸着（CVD）が含まれます。CVDでは、原料ガス流が基板上で反応して目的の材料を成長させます。CVDはさらに、LPCVD（低圧化学蒸着）やPECVD（プラズマ化学蒸着）など、技術の詳細に応じてカテゴリに分けられます。熱酸化法では、（通常はシリコン）ウェハを酸素や蒸気にさらして、二酸化シリコンの薄い表面層を成長させます。

パターン化とは、パターンを素材に転写することです。

MEMS のコンテキストにおけるリソグラフィーは、通常、光などの放射線源に選択的にさらすことによって、感光性材料にパターンを転写することです。感光性材料とは、放射線源にさらされると物理的特性が変化する材料です。感光性材料が放射線に選択的にさらされると (放射線の一部をマスクするなど)、露出された領域と露出されていない領域の特性が異なるため、材料上の放射線のパターンが露出された材料に転写されます。

この露出領域は、その後除去または処理され、下層の基板のマスクとして機能します。フォトリソグラフィーは、通常、金属またはその他の薄膜堆積、ウェットエッチングおよびドライエッチングで使用されます。場合によっては、ポストエッチングなしで構造を作成するためにフォトリソグラフィーが使用されます。1 つの例は、SU8 ベースのレンズで、SU8 ベースの正方形ブロックが生成されます。次に、フォトレジストが溶解されて、レンズとして機能する半球が形成されます。

電子ビームリソグラフィー（e-ビームリソグラフィーと略されることが多い）は、電子ビームをパターン状に走査してフィルム（レジストと呼ばれる）で覆われた表面を横切る方法である^[16]（レジストを「露光」する）と、レジストの露光された領域または露光されていない領域を選択的に除去する（「現像」する）。目的は、フォトリソグラフィーと同様に、レジストに非常に小さな構造を作成し、その後エッチングによって基板材料に転写することである。これは集積回路の製造用に開発されたが、ナノテクノロジーアーキテクチャの作成にも使用されている。電子ビームリソグラフィーの主な利点は、光の回折限界を打ち破り、ナノメートル範囲の特徴を作成する方法の1つであることだ。この形式のマスクレスリソグラフィーは、フォトリソグラフィーで使用されるフォトマスクの作成、半導体部品の少量生産、および研究開発で広く使用されている。電子ビームリソグラフィーの主な制限はスループット、つまりシリコンウェーハまたはガラス基板全体を露光するのにかかる非常に長い時間です。露光時間が長いと、露光中に発生する可能性のあるビームドリフトや不安定性に対して脆弱になります。また、パターンが 2 回目に変更されない場合は、再加工または再設計のターンアラウンド時間が不必要に長くなります。

集束イオンビームリソグラフィーは、近接効果なしに極めて細い線（50nm以下の線と間隔を実現）を描画できることが知られている。 ^[17]しかし、イオンビームリソグラフィーの描画フィールドは非常に小さいため、大きな面積のパターンは小さなフィールドをつなぎ合わせて作成する必要がある。

イオン トラック技術は、耐放射線性鉱物、ガラス、ポリマーに適用可能な、解像度限界が約 8 nm の深切削ツールです。現像プロセスなしで薄膜に穴をあけることができます。構造の深さは、イオン範囲または材料の厚さによって定義できます。アスペクト比は最大で数十⁴まで達成できます。この技術により、定義された傾斜角度で材料を成形およびテクスチャリングできます。ランダム パターン、単一イオン トラック構造、および個々の単一トラックで構成される目的のパターンを生成できます。

X 線リソグラフィーは、電子産業で薄膜の一部を選択的に除去するために使用されるプロセスです。X 線を使用して、マスクから基板上の光に敏感な化学フォトレジスト (単に「レジスト」) に幾何学的パターンを転写します。その後、一連の化学処理によって、作成されたパターンがフォトレジストの下の材料に刻み込まれます。

ダイヤモンドパターニングは、ダイヤモンドMEMSを形成する方法である。これは、シリコンなどの基板にダイヤモンドフィルムをリソグラフィーで塗布することによって実現される。パターンは、二酸化ケイ素マスクを介した選択的堆積、または堆積後にマイクロマシニングまたは集束イオンビームミリングを行うことによって形成することができる。^[18]

エッチングプロセスには、ウェットエッチングとドライエッチングの2つの基本的なカテゴリがあります。前者では、材料を化学溶液に浸して溶解します。後者では、反応性イオンまたは気相エッチング剤を使用して材料をスパッタリングまたは溶解します。^{[19] [20]}

ウェット化学エッチングは、基板を溶解する溶液に浸すことによって材料を選択的に除去するものです。このエッチング プロセスの化学的性質により、優れた選択性が得られます。つまり、ターゲット材料のエッチング速度は、慎重に選択すればマスク材料よりもかなり高くなります。ウェット エッチングは、等方性ウェット エッチング剤または異方性ウェット エッチング剤のいずれかを使用して実行できます。等方性ウェット エッチング剤は、結晶シリコンのすべての方向をほぼ等しい速度でエッチングします。異方性ウェット エッチング剤は、特定の結晶面に沿って他の面よりも速い速度でエッチングすることが好ましく、これにより、より複雑な 3D 微細構造を実装できます。ウェット異方性エッチング剤は、多くの場合、ホウ素エッチング ストップと組み合わせて使用​​されます。この場合、シリコンの表面にホウ素が大量にドープされ、ウェット エッチング剤に耐性のあるシリコン材料層が形成されます。これは、たとえば MEWS 圧力センサーの製造で使用されています。

エッチングはどの方向にも同じ速度で進行します。マスクの細長い穴により、シリコンに V 字型の溝が形成されます。エッチングが正しく行われ、寸法と角度が極めて正確であれば、これらの溝の表面は原子レベルで滑らかになります。

シリコンなどの一部の単結晶材料は、基板の結晶方位に応じてエッチング速度が異なります。これは異方性エッチングとして知られており、最も一般的な例の 1 つは KOH (水酸化カリウム) でのシリコンのエッチングです。この場合、Si <111> 面は他の面 (結晶方位) よりも約 100 倍遅くエッチングされます。したがって、(100)-Si ウェーハに長方形の穴をエッチングすると、等方性エッチングのような湾曲した側壁を持つ穴ではなく、54.7° の壁を持つピラミッド型のエッチピットが生成されます。

フッ化水素酸は、二酸化ケイ素（SiO
₂バッファ酸化膜エッチング液（SOIの場合はBOXとも呼ばれる）は、通常49%濃度、5:1、10:1、または20:1のBOE（緩衝酸化膜エッチング液）またはBHF（緩衝HF）で使用されます。中世にガラスのエッチングに初めて使用されました。IC製造では、このプロセスステップがRIEに置き換えられるまで、ゲート酸化膜のパターン形成に使用されていました。フッ化水素酸は、クリーンルームで最も危険な酸の1つと考えられています。

シリコンのドーパント選択除去のための電気化学エッチング (ECE) は、エッチングを自動化し、選択的に制御するための一般的な方法です。アクティブな p-nダイオード接合が必要で、どちらのタイプのドーパントもエッチング耐性 (「エッチング ストップ」) 材料になります。最も一般的なエッチング ストップ ドーパントはホウ素です。上記のウェット異方性エッチングと組み合わせて、ECE は市販の圧電抵抗シリコン圧力センサーのシリコン ダイヤフラムの厚さを制御するために効果的に使用されています。選択的にドープされた領域は、シリコンの注入、拡散、またはエピタキシャル堆積によって作成できます。

二フッ化キセノン（XeF
₂）は、1995年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校でMEMSに最初に適用されたシリコンの乾式気相等方性エッチングである。^{[21] [22]}主にシリコンをアンダーカットして金属や誘電体構造を解放するために使用される。XeF
₂ウェットエッチング剤とは異なり、スティクションフリーのリリースという利点があります。シリコンに対するエッチング選択性が非常に高いため、フォトレジスト、SiO
₂、窒化シリコン、およびマスキング用のさまざまな金属。シリコンに対する反応は「プラズマレス」で、純粋に化学的かつ自発的であり、パルスモードで動作することが多い。エッチング作用のモデルが利用可能であり、^[23]大学の研究室やさまざまな市販のツールがこのアプローチを使用したソリューションを提供しています。

現代の VLSI プロセスではウェット エッチングを避け、代わりにプラズマ エッチングを使用します。プラズマ エッチャーは、プラズマのパラメーターを調整することで、いくつかのモードで動作できます。通常のプラズマ エッチングは、0.1 ～ 5 Torr で動作します。(真空工学で一般的に使用されるこの圧力の単位は、約 133.3 パスカルに相当します。) プラズマは、ウェーハの表面で反応する、中性に帯電したエネルギーのあるフリー ラジカルを生成します。中性粒子はウェーハをあらゆる角度から攻撃するため、このプロセスは等方性です。プラズマ エッチングは等方性、つまりパターン化された表面での横方向のアンダーカット率が下方向のエッチング率とほぼ同じになることもあれば、異方性、つまり横方向のアンダーカット率が下方向のエッチング率よりも小さいこともあります。このような異方性は、深掘り反応性イオン エッチングで最大になります。プラズマ エッチングの異方性という用語の使用は、方向依存エッチングを指す同じ用語の使用と混同しないでください。プラズマのソースガスには通常、塩素やフッ素を多く含む小分子が含まれています。たとえば、四塩化炭素 ( CCl ₄ ) はシリコンとアルミニウムをエッチングし、三フッ化メタンは二酸化ケイ素と窒化ケイ素をエッチングします。酸素を含むプラズマはフォトレジストを酸化 (「灰化」) して除去しやすくするために使用されます。

イオンミリング、またはスパッタエッチングでは、10 ⁻⁴ Torr (10 mPa)ほどの低圧が使用されます 。この方法では、Ar+ などの希ガスの高エネルギーイオンをウェハに照射し、運動量を移動させて基板から原子を叩き出します。エッチングはイオンによって行われ、イオンはウェハにほぼ一方向から近づくため、このプロセスは異方性が非常に高くなります。その一方で、選択性は低くなる傾向があります。反応性イオンエッチング (RIE) は、スパッタエッチングとプラズマエッチングの中間の条件 (10 ⁻³～ 10 ⁻¹  Torr) で動作します。深掘り反応性イオンエッチング (DRIE) は、RIE 技術を改良して深く狭い形状を生成します。^[要出典]

反応性イオンエッチング (RIE) では、基板をリアクター内に配置し、いくつかのガスを導入します。RF 電源を使用してガス混合物にプラズマを発生させ、ガス分子をイオンに分解します。イオンはエッチングされる材料の表面に向かって加速し、表面と反応して別のガス材料を形成します。これは、反応性イオンエッチングの化学部分として知られています。また、スパッタリング堆積プロセスに似た物理部分もあります。イオンのエネルギーが十分に高ければ、化学反応なしでエッチングされる材料から原子を叩き出すことができます。調整すべきパラメータが多数あるため、化学エッチングと物理エッチングのバランスをとるドライエッチングプロセスを開発するのは非常に複雑な作業です。バランスを変更することで、エッチングの異方性に影響を与えることができます。化学部分は等方性で、物理部分は非常に異方性であるため、組み合わせによって丸い形から垂直な形までさまざまな側壁を形成できます。

深層反応性イオンエッチング(DRIE) は、RIE の特殊なサブクラスで、人気が高まっています。このプロセスでは、数百マイクロメートルのエッチング深度がほぼ垂直な側壁で達成されます。主な技術は、元の特許を申請したドイツの会社 Robert Bosch にちなんで名付けられた、いわゆる「ボッシュ プロセス」^[24]に基づいています。このプロセスでは、リアクター内で 2 つの異なるガス組成が交互に使用されます。現在、DRIE には 2 つのバリエーションがあります。最初のバリエーションは 3 つの異なるステップ (元の Bosch プロセス) で構成され、2 番目のバリエーションは 2 つのステップのみで構成されています。

最初のバリエーションでは、エッチング サイクルは次のようになります。

（i）SF
₆等方性エッチング;

（ii）C
₄ふ
₈不動態化;

（iii）SF
₆床清掃用の異方性エッチング。

2番目のバリエーションでは、手順(i)と(iii)が組み合わされます。

どちらのバリエーションも同じように動作します。C
₄ふ
₈基板の表面にポリマーを生成し、第2のガス組成物（SF
₆とO
₂) は基板をエッチングします。ポリマーはエッチングの物理的部分によってすぐに吹き飛ばされますが、水平面上だけで、側壁上では吹き飛ばされません。ポリマーはエッチングの化学的部分では非常にゆっくりとしか溶解しないため、側壁に蓄積され、エッチングから保護します。その結果、50 対 1 のエッチング アスペクト比を実現できます。このプロセスはシリコン基板を完全にエッチングするのに簡単に使用でき、エッチング速度はウェット エッチングの 3 ～ 6 倍です。

シリコン ウェーハ上に多数の MEMS デバイスを準備した後、個々のダイを分離する必要があります。これは、半導体技術ではダイ準備と呼ばれます。一部のアプリケーションでは、分離の前にウェーハのバックグラインディングを行ってウェーハの厚さを減らします。その後、冷却液を使用したソーイングまたはステルス ダイシングと呼ばれるドライ レーザー プロセスによってウェーハのダイシングを実行します。

バルクマイクロマシニングはシリコンベースのMEMSの最も古いパラダイムです。シリコンウェーハの全厚がマイクロメカニカル構造の構築に使用されます。^[20]シリコンはさまざまなエッチングプロセスを使用して機械加工されます。バルクマイクロマシニングは、1980年代と1990年代にセンサー業界を変えた高性能圧力センサーと加速度計の実現に不可欠なものでした。

表面マイクロマシニングでは、基板自体を使用するのではなく、基板の表面に堆積した層を構造材料として使用します。^{[25]表面マイクロマシニングは、シリコンのマイクロマシニングと平面集積回路技術の互換性を高めるために、1980年代後半に開発され、MEMSと}集積回路を同じシリコンウェーハ上に組み合わせることを目的としています。元の表面マイクロマシニングの概念は、可動の機械構造としてパターン化された薄い多結晶シリコン層に基づいており、下にある酸化物層の犠牲エッチングによって解放されました。インターデジタルコーム電極を使用して、平面内の力を生成し、平面内の動きを容量的に検出しました。このMEMSパラダイムにより、自動車のエアバッグシステムや、低性能および/または高g範囲で十分なその他のアプリケーション向けの低コストの加速度計の製造が可能になりました。アナログデバイセズは、表面マイクロマシニングの産業化の先駆者であり、MEMSと集積回路の共統合を実現しました。

ウェーハ接合では、2 つ以上の基板 (通常は同じ直径) を互いに接合して複合構造を形成します。マイクロシステムの製造に使用されるウェーハ接合プロセスには、直接または融合ウェーハ接合 (通常はシリコンまたはその他の半導体材料で作られた 2 つ以上のウェーハを接合)、ホウ素ドープガラスウェーハを半導体ウェーハ (通常はシリコン) に接合する陽極接合、中間薄膜材料層を使用してウェーハ接合を容易にする熱圧着接合、および 2 つのシリコンウェーハを接合するために金の薄膜層を使用する共晶接合など、いくつかの種類があります。これらの方法はそれぞれ、状況に応じて特定の用途があります。ほとんどのウェーハ接合プロセスでは、接合を成功させるための 3 つの基本基準に依存しています。接合するウェーハが十分に平坦であること、ウェーハ表面が十分に滑らかであること、およびウェーハ表面が十分に清潔であること。ウェーハ接合の最も厳しい基準は通常、直接融合ウェーハ接合です。これは、1 つ以上の小さな粒子でも接合が失敗する可能性があるためです。それに比べて、中間層を使用するウェーハ接合方法は、はるかに許容範囲が広い場合が多いです。

バルク シリコン マイクロマシニングと表面シリコン マイクロマシニングはどちらも、センサー、インクジェット ノズル、その他のデバイスの工業生産に使用されています。しかし、多くの場合、これら 2 つの違いは小さくなっています。新しいエッチング技術であるディープ リアクティブ イオン エッチングにより、バルク マイクロマシニングに特有の優れた性能と、表面マイクロマシニングに特有の櫛形構造および面内動作を組み合わせることが可能になりました。表面マイクロマシニングでは構造層の厚さが 2 μm の範囲にあるのが一般的ですが、HAR シリコン マイクロマシニングでは厚さが 10 ～ 100 μm になります。HAR シリコン マイクロマシニングで一般的に使用される材料は、エピポリと呼ばれる厚い多結晶シリコンと、結合されたシリコン オン インシュレータ (SOI) ウェーハですが、バルク シリコン ウェーハ用のプロセスも作成されています (SCREAM)。ガラス フリット結合、陽極結合、または合金結合によって 2 番目のウェーハを結合することで、MEMS 構造を保護します。通常、集積回路は HAR シリコン マイクロマシニングとは組み合わせられません。

MEMS の一般的な商用アプリケーションには次のようなものがあります。

• インクジェット プリンターは、圧電素子または熱による気泡の排出を利用して紙にインクを吐出します。
• 現代の自動車には、エアバッグ展開や電子安定制御など、さまざまな目的で加速度計が搭載されています。
• 慣性計測ユニット（IMU）：
  • MEMS加速度計。
  • 遠隔操作または自律型のヘリコプター、飛行機、マルチローター（ドローンとも呼ばれる）に搭載されるMEMS ジャイロスコープは、ロール、ピッチ、ヨーの飛行特性を自動的に感知してバランスをとるために使用されます。
  • このようなデバイスには、方向の方向を示すためにMEMS 磁場センサー(磁力計) も組み込まれる場合があります。
  • 現代の自動車、飛行機、潜水艦、その他の乗り物のMEMS慣性航法システム（INS）は、ヨー、ピッチ、ロールを検出します。たとえば、飛行機の自動操縦装置などです。 ^[27]
• 加速度計は、ゲームコントローラ（任天堂Wii）、パーソナルメディアプレーヤー/携帯電話（ほぼすべてのスマートフォン、HTC PDAのさまざまなモデル）^{[28] 、} 拡張現実（AR）および仮想現実（VR）デバイス、および多くのデジタルカメラ（Canon Digital IXUSのさまざまなモデル）などの民生用電子機器に使用されています。また、PCでは、自由落下が検出されたときにハードディスクヘッドをパーキングして、損傷やデータ損失を防ぐためにも使用されます。
• MEMS 気圧計。
• 携帯電話、ヘッドセット、ノートパソコンなどのポータブルデバイスに搭載されるMEMSマイク。スマートマイクの市場には、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、スマートホーム、自動車アプリケーションが含まれます。^[29]
• リアルタイムクロックにおける高精度温度補償共振器^[30]
• シリコン圧力センサー（例：自動車タイヤ圧力センサー、使い捨て血圧 センサー）。
• 例えば、DLP技術に基づくプロジェクターのデジタルマイクロミラーデバイス（DMD）チップは、数十万個のマイクロミラーまたはマイクロスキャナとも呼ばれる単一のマイクロスキャンミラーを備えた表面を備えています。MEMSミラーは、レーザースキャンと組み合わせて画像を投影することもできます。^{[31] [32]}
• データ通信のスイッチング技術やアライメントに使用される光スイッチング技術。
• RFスイッチとリレー^{[33] [34]}
• 医療および健康関連技術におけるバイオMEMSの応用には、ラボオンチップ（マイクロ流体工学とマイクロポンプを活用）、バイオセンサー、化学センサー、医療機器の埋め込み部品（例：ステント）などがあります。^[35]
• 干渉変調ディスプレイ(IMOD) は、民生用電子機器 (主にモバイル デバイス用ディスプレイ) に応用され、ミラソル ディスプレイに見られるような反射型ディスプレイ技術である干渉変調を作成するために使用されます。
• マイクロ冷却などの流体加速。
• 圧電、^[36]静電および電磁マイクロハーベスターを含むマイクロスケールエネルギーハーベスティング。
• マイクロマシン加工された超音波トランスデューサー。^{[37] [38]}
• インイヤーヘッドフォンや補聴器などのアプリケーションに重点を置いた MEMS ベースのスピーカー。
• MEMS発振器。
• 原子間力顕微鏡を含むMEMSベースの走査型プローブ顕微鏡。
• LiDAR（光検出と測距）。

SEMIとYole Developmentの調査レポート「Global MEMS/Microsystems Markets and Opportunities」によると、自動車のエアバッグシステム、ディスプレイシステム、インクジェットカートリッジなどの製品を含むマイクロエレクトロメカニカルシステムの世界市場は、2006年に400億ドルに達し、2011年までに720億ドルに達すると予測されています。^[39]

強力な MEMS プログラムを持つ企業には、さまざまな規模があります。大企業は、自動車、バイオメディカル、電子機器などの最終市場向けに、大量の安価なコンポーネントやパッケージ ソリューションを専門に製造しています。小規模企業は、革新的なソリューションで価値を提供し、高い販売マージンでカスタム製造の費用を吸収しています。大企業も小企業も、新しい MEMS 技術を探求するために、通常、研究開発に投資しています。

MEMS デバイスの製造に使用される材料と装置の市場は、2006 年に世界で 10 億ドルを超えました。材料の需要は、市場の 70% 以上を占める基板、パッケージング コーティング、および化学機械平坦化 (CMP) の使用増加によって牽引されています。MEMS の製造は引き続き中古の半導体装置が主流ですが、200mm ラインへの移行が進み、特定の MEMS アプリケーション向けのエッチングやボンディングなど、新しいツールが選択されています。

• MEMSセンサーの世代
• マイクロオプトエレクトロメカニカルシステム
• マイクロオプトメカニカルシステム
• ナノ電気機械システム

• マイクロ・ナノテクニックジャーナル
• Microsystem Technologies 、 Springer Publishing発行、ジャーナルホームページ
• Geschke, O.; Klank, H.; Telleman, P. 編 (2004)。ラボオンチップデバイスのマイクロシステムエンジニアリング。Wiley。ISBN 3-527-30733-8。

ウィキメディア・コモンズには、 MEMSに関連するメディアがあります。

• Chollet, F.; Liu, HB. (2018 年 8 月 10 日)。MEMS の (それほど短くない) 入門。ISBN 978-2-9542015-0-45.4.