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标  题: 国家863计划微型机电系统（MEMS）
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年01月12日08:28:56 星期一), 站内信件


国家863计划微型机电系统（MEMS）
预先启动项目指南（B）
一、MEMS关键元器件技术
　　1．传感器技术研究
　　目标：研制高性能压力传感器元件。
　　研究内容：
1．1耐高温压力传感器技术研究 (101-01)
1）应用背景
　　高温压力传感器是发动机测控系统中的关键元件，本项目要求研制耐瞬时温度≧10
00℃，工作温度≧220℃的微型压力传感器。
2）主要研究内容
　　①传感器耐热结构的总体优化设计；
　　②传感器芯片制造工艺技术研究；
　　③传感器温度补偿技术；
　　④传感器组装、封装技术与环境适应性研究。
3）主要参考技术指标
　　量程：0-10MPa、0-25MPa；精度：0.5%FS；功耗：≤10mW
　　瞬时温度：≥1000℃；工作温度：≧220℃；重量：≤100克。
4）最终成果形式：两年内完成实用产品。
5）拟支持强度：15－20万元。
1．2硅微机械陀螺技术 (101-02)
1）应用背景
　　本项目研究采用源于微电子技术的微细加工技术，开发微机械振动陀螺。主要用于
：角振动测量、机器控制、飞行器的姿态控制、机器人、车辆导航、医疗设备等。2003
年达到小批量生产水平。
2）主要研究内容
　　①进一步研究微机械振动陀螺的结构及电路的优化设计；
　　②研究微机械振动陀螺的体加工和表面加工技术；
　　③研究电路的模块设计及加工技术；
　　④完善微机械振动陀螺系统的封装及测试标定
3）主要参考技术指标
　　最大测量范围：±50-±500°/s（可选择）
　　阈值：≤0.004-0.01°/s
　　分辨率：≤0.004-0.01°/s
　　线性度：≤0.1-0.5%
　　交叉耦合：≤0.5%
　　零位漂移：≤0.1-0.5（°/s）/h
　　MTBF：≥5000h
　　工作温度：-40℃-+85℃
4）最终成果形式：
　　2001年提供实用化初样，2003年提供工程正样。
5）拟支持强度：15－20万元。
　　2．面向生物基因的芯片及其制备、分析技术
　　目标：研究开发可用于生物基因工程的高密度基因芯片技术，以及分析系统。
　　研究内容：
2．1高密度基因芯片及其MEMS制备技术 (102-01)
1）应用背景
　　基因芯片的MEMS制备技术可以直接应用基因数据库进行基因芯片的设计，实现高密
度寡核苷酸探针阵列基因芯片的批量化和标准化制备。应用范围：基因组多态性，基因
型检测，基因表达谱，高通量药物筛选等。本项目要求具有完全的知识产权的基因芯片
以及MEMS制备技术。
2）主要研究内容
　　①高密度基因芯片的设计技术；
　　②实现DNA探针并行化制备的MEMS技术
　　③DNA探针正确率的检测技术；
　　④基片表面DNA连接分子的组装技术；
　　⑤基因芯片的杂交及其检测。
3）主要参考技术指标
　　①DNA探针密度： ≥64K/平方厘米；
　　②DNA探针单碱基合成产率：≥90 %；
　　③芯片上DNA探针杂交接链温度(Tm)理论值的均方差：<0.3℃；
　　④满足单碱基失配检测的要求。
4）最终成果形式
　　一年半内完成实用芯片, 具有完全独立的知识产权的基因芯片。
5）拟支持强度：80万元。
　　3．MEMS光开关及其阵列研究
　　目的：研究通过MEMS技术开发用于光纤通讯的光开关技术及器件。
　　研究内容：
3．1 MEMS光开关及其阵列研究 (103-01)
1）应用背景
　　光纤通信的最终目标是实现全光网，其交叉节点上的分插复用器（OADM），光交叉
连接器（OXC）和无源光纤接入技术的核心是光开关和光开关阵列。MEMS光开关及其阵列
在现有光纤通信中也有广泛的应用。
2）主要研究内容
　　①MEMS光开关的工作机理和工作方式研究；
　　②光开关驱动方式研究；
　　③开关损耗和效率研究；
　　④输入/输出耦合和封装技术研究；
　　⑤高速执行部件加工工艺研究；
　　⑥阵列化技术研究。
3）主要参考技术指标
　　①1、1×2～1×8光开关指标：开关时间：<1ms；驱动电压：<15V；消光比：<-60d
B；插损：<1.5－2dB；开关寿命：>108次。
　　②2×2～32×32；开关时间：<1ms；驱动电压：<15V；消光比：<-50dB；串音<-50
dB；插损：<3dB；开关寿命：>108次。
4）最终成果形式
　　两年内完成试用样品。
5）拟支持强度：15－20万元。
二、MEMS先进制造技术
　　目标：研究我国在MEMS元器件设计、制造、工艺中，急待解决的关键技术问题。
　　研究内容：
1．1标准化MEMS器件加工体系 (201-01)
1）应用背景
　　为了实现MEMS器件的产业化，需要提供标准的工艺流程、标准工艺参数和设计规则
，同时解决多用户加工方法的问题。目前国际上虽已有MEMS器件加工工艺的标准化及多
用户加工体系，但都是表面牺牲层工艺，而体硅加工工艺的标准化尚未形成。发展具有
自主知识产权的、以体硅工艺为主的标准化加工体系，即可满足我国开展MEMS研究的需
要，又是一项创新工作，并能为今后的批量化生产提供可靠的技术支持。本项目重点围
绕重点研究领域开展标准化加工技术研究。第一阶段研究目标的重点是满足我国急需的
惯性器件加工要求，在已有研究工作基础上，围绕惯性器件开展标准化加工体系的研究
，并兼顾其它MEMS器件的研究需求。重点解决工艺参数控制精度和工艺稳定性问题，建
立体硅加工工艺的标准化，提供多用户平台技术，并为小批量生产提供技术支撑。第二
阶段的目标是针对RF MEMS器件、光开关和生物芯片开展加工技术研究，并最终形成稳定
的标准加工体系。由于MEMS器件的多样性，一套加工工艺还不能满足大多数的器件加工
要求，必须形成多种工艺并行流水、围绕重点领域的标准化MEMS器件加工体系。
2）主要研究内容
　　①深入研究、优化和完善主要适于惯性器件，兼顾其它器件加工需求的关键技术，
确立标准的工艺流程和设计规则；
　　②在工艺标准化的基础上，研究工艺质量控制和工艺稳定性控制，逐步建立面向多
用户的标准化体硅加工技术体系；
　　③开发IT MEMS和生物芯片加工技术，最终形成标准化工艺。
3）主要参考技术指标
　　①工艺体系建立在集成电路加工技术基础上，结合双面光刻、键合、深槽刻蚀以及
湿法腐蚀等MEMS特殊工艺，各单项加工工艺一致性优于±5%
　　②建立基于4〃硅片的标准化加工工艺
　　③芯片加工成品率高于50%。
　　④投片周期小于12周
4）最终成果形式
　　第一阶段两年内完成，第二阶段五年完成：
　　①优化的工艺参数文件；标准化全套工艺流程文件、设计规则文件；
　　②上述文件具有支撑小批量生产的能力
　　③流水样品
5）拟支持强度：15－20万元。
三、应用系统技术
　　目标：针对国民经济建设的需求，研究MEMS技术、产品的集成应用技术和系统
　　研究内容：
1．1管道检测微型机器人 (301-01)
1）应用背景
　　管道检测机器人有两种：第一种实现细小管道的防泄漏无损探伤检测，此类工作面
向化工、制冷、电站等行业存在的众多细小管道。第二种面向肠道疾病的内窥诊断治疗
，对病人器官实现无损伤、无疼痛检查。这两种检测装置的应用量大面广，技术上有不
少共通之处。申请者可根据选择其中一种装置投标。
2）主要研究内容
　　①驱动和控制技术研究；
　　②无损检测微型传感器研究；
　　③系统集成技术研究。
3）主要参考技术指标
　　①细小管道无损检测微型机器人：
适应管径≤Φ20mm；
移动速度：水平管道内移动速度≥14mm/s，
　　　　　垂直管道内移动速度≥10mm/s；
携带微型CCD或其他探伤传感器，能可靠地进行无损探伤。
　　②肠道无损检测微型机器人：
诊断导管型最大外径≤5 mm；诊断兼治疗导管型最大外径≤10 mm；
具有对肠道形状变化的可适应性，实现无损伤、无疼痛功能；
携带微型CCD，具有对管壁的全景可视功能。
4）最终成果形式
　　两年内完成：①细小管道微型机器人实用样机；
　　　　　　　　②肠道微型机器人试用样机。
5）拟支持强度：15－20万元。
1．2纳型/皮型卫星中MEMS技术的研究 (302-01)
1）应用背景
　　纳型/皮型卫星是国际宇航技术的研究热点与前沿，纳型/皮型卫星的技术基础是以
MEMS技术为代表的微米/纳米技术，而且固态化纳型/皮型卫星本身就是一个典型的MEMS
应用系统。本项目旨在通过对基于MEMS技术的新概念的纳型/皮型卫星的一体化设计与系
统集成的方法研究，开展纳型/皮型卫星中MEMS应用关键技术研究，带动微/纳技术在航
天领域的应用。并立足于国内微/纳技术已取得的研究成果，部分引进国外先进MEMS器件
，研制出可搭载飞行的纳/皮卫星，实现先进MEMS技术试验和部分功能演示，同时开展“
虚拟卫星”的研究。
2）主要研究内容
　　①基于MEMS技术的新概念纳型/皮型卫星一体化、集成化系统总体技术及可视化技术
；
　　②基于MEMS与MCM技术的纳型/皮型卫星的标准模块化技术；
　　③基于MEMS技术的纳型/皮型卫星自主姿态测量与控制系统技术；
　　④纳型/皮型卫星的MEMS微推进技术；
　　⑤纳型卫星的星载CMOS相机技术
　　⑥基于MEMS与MCM技术的纳型/皮型卫星固态通讯模块技术。
3）主要参考技术指标
　　①卫星重量1--5公斤，三轴姿态精度优于± 1°；
　　② MEMS微推进，比冲 大于 200s，重量小于200克；
　　③ S-波段 数传速率38.4K--1Mbps，CCSDS方式，功耗<300mW，重量小于250克；
　　④基于CMOS CCD 的高分辨率图象传感器系统 重量小于250克。
4）最终成果形式
　　第一阶段2000.10-2001.3
　　完成纳型/皮型卫星的总体方案的设计，与演示工程星的研制，进行部分功能演示。

　　第二阶段2001.4-2001.12
　　完成达到设计基本指标的飞行演示样星的研制。
　　第三阶段2002.1-2005.12
　　完成3颗完全达到设计指标的飞行星的研制。
5）拟支持强度：15－20万元。
　　　　　
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制作单位：中国科学院计算机网络信息中心



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               一念不起为坐，见本性不乱为禅;

               外不著相，内不乱为定

               外禅内定，故名禅定，即时豁然，还得本心…….

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