微小電気機械システム（MEMS）とは、バッチで製造でき、微細構造、マイクロセンサー、マイクロアクチュエーター、信号処理および制御回路を統合できるマイクロデバイスまたはシステムを指します.まず、MEMS技術によって作成されたインターデジタル電極基板は、マイクロナノスケールの電極間隔を備えています.これにより、信号対雑音比が大幅に向上し、検出限界が低下し、数秒で迅速な応答が容易になります.第二に、MEMS技術に基づく微小電極基板ヒーターは、ミリワットレベルでのより低い加熱電力消費とミリ秒レベルでの温度上昇/下降率を達成することができ、これは実際のフィールドでのセンサーの適用に役立ちます. MEMS技術に基づいて、センサーのサイズを大幅に縮小することができます.これは、センサーアレイアーキテクチャとセンサーのネットワーク監視に役立ちます.

現在、MEMS基板の製造工程は比較的成熟しており、センサーの違いは、原子層堆積法、電気めっき法、熱酸化法、ウェットエッチング法、マグネトロンスパッタリング法など、主に感応材料と基板の集積法です.とスクリーン印刷方法お待ちください.

（1）原子層堆積法

原子層堆積（ALD）は、気相前駆体を繰り返し反応器に通し、基板上に堆積膜を形成する方法です.毎回導入される前駆体が基板の表面に堆積し、表面反応とともに薄膜が形成されます.洗浄と堆積を繰り返した後、目標の厚さの薄膜が生成されます.原子層堆積によって成長した金属酸化物膜とコアシェル構造のほとんどは、センシングアプリケーションに使用できます.この方法を採用することにより、皮膜形成材料が通過できる隙間があれば、膜厚をナノメートルレベルで制御することができます.処理中に均一な膜が形成されます.

（2）電気めっき法

電気めっきは、電気分解の原理を使用して、一部の金属の表面に他の金属または合金の別の層をめっきするプロセスです.電気めっきプロセスでは、めっき金属が陽極として使用され、ターゲットデバイスが陰極として使用されます.めっき金属の陽イオンは、めっきされるワークピースの表面で還元され、めっき層を形成します.電気めっき技術の主な利点は、それが非常に安価なフィルム調製技術であるということです.さらに、電気めっき技術を使用して、合金、センチメートルレベルの厚膜、および複雑なパターンを作成することができ、電気めっきされた膜は優れた応力特性を備えています.電気めっき技術は、それ自体の堆積原理によって制限され、一般に、シード（いわゆるシード）として基板上に薄い金属層を必要とするため、これにより、基板のタイプがある程度制限されます.

（3）熱酸化法

熱酸化法の主なプロセスは次のとおりです.（1）酸化剤（O2 / H2O）が気体の形でシリコンウェーハの表面に到達します. （2）酸化剤は固体媒体（SiO2）中のSiに拡散します. （3）酸化剤はSiと反応します.熱酸化法で作製したフィルムは、他の方法で作製したフィルムよりも緻密です.熱酸化は、乾式酸化と湿式酸化に分けることができます.反応温度は900〜1200 ° Cです.乾式酸化で得られた皮膜は、湿式酸化よりも緻密である.

（4）ウェットエッチング法

ウェットエッチングとは、テンプレートとさまざまなエッチング剤を使用して、材料の表面に規則的なトポグラフィを生成することです.異なる異方性エッチャントは、異なるトポグラフィーをエッチングできます.ナノワイヤ、ナノピラー、ナノコーン、センサー、垂直トランジスタなど、さまざまな3次元シリコンナノ構造をウェットエッチングで製造できます.実際、これらの構造のほとんどは、反応性イオンエッチング（RIE）で製造されています.処理コスト、低フラックス、および高フッ素汚染.理論的には、湿式異方性エッチングは明確で制御可能な特性を持っていますが、実際のアプリケーションでは十分に実現されていません.その理由は、化学エッチャントが下にある基板をすべての方向に均一に腐食するためです.

（5）マグネトロンスパッタリング法

スパッタリングの原理は、ターゲットの表面に高エネルギー粒子を衝突させ、ターゲットの表面に原子または分子を衝突させ、磁場と電場の制御下で基板に衝突させて薄膜を堆積させることです.マグネトロンスパッタリングは、物理蒸着（PVD）の一種であり、金属、半導体、絶縁体などのさまざまな材料の薄膜を作成するために広く使用されています.この方法は、操作が簡単で、制御が簡単で、接着力が強く、コーティング面積が大きいという利点があります. 1970年代の最初の開発以来、マグネトロンスパッタリング技術は、装飾、半導体、製造の分野の産業用途に徐々に適用されてきました.現在、マグネトロンスパッタリングは、真空化の分野で最も広く使用され、進化している技術の1つになっています.他のスパッタリング技術と比較して、マグネトロンスパッタリングは、低圧および比較的高い堆積速度で動作するだけでなく、粒子の粗さの少ない緻密な膜を合成するためにも使用できます.

これまでに、マイクロメカニカルWO3センサーやp-nヘテロ接合を含むセンシングフィルムなど、スパッタMOSフィルムに基づくMEMSセンサーの例がいくつかあります.SnO2-NiOフィルムは、室温でH2Sに対して高い感度を示します.ただし、ほとんどのスパッタ膜の感度は、従来の化学合成されたナノ構造MOS材料の感度よりもはるかに低くなっています.これは、アモルファスで高密度の構造により、敏感な材料と周囲のガスとの相互作用が制限されるためです.

（6）スクリーン印刷方法

スクリーン印刷技術の開発には非常に長い歴史があります.これは、インクをレイヤーごとに使用して固体材料をオーバーレイし、スクリーンフレームまたはモールドを使用してグラフィックを変更する厚膜技術です.低コストで高効率なため、大量生産などのメリットが広告制作、ポスター印刷、プロセス制作の分野で広く利用されており、スクリーン印刷技術を利用してセンサーを準備することは重要なマイルストーンとなっています.スクリーンプリント電極は、従来の棒状電極と比較して、サイズが小さいためさまざまな携帯型テストシステムに統合でき、サンプリングや輸送などの操作を避けながら、環境内で検出される物体に直接接触して感知できます.スクリーン印刷された電極の準備プロセスは、主に、グラフィックデザイン、テンプレートの作成、材料の前処理、印刷、電極の乾燥など、次の操作手順で構成されます.電極は通常、スクリーンプリンターを使用して半自動で印刷されるか、手動で印刷されます.