Que sont les MEMS?
MEMS signifie Micro Electro-Mechanical Systems , se référant aux systèmes de machines fonctionnels avec des composants mesurés en micromètres. Les MEMS sont souvent considérés comme un tremplin entre les machines conventionnelles à l'échelle macroscopique et les nanomachines futuristes. Les précurseurs de MEMS existent depuis longtemps sous forme de microélectronique, mais ces systèmes sont purement électroniques, incapables de traiter ou d'émettre autre chose qu'une série d'impulsions électriques. Cependant, les techniques modernes de fabrication de MEMS reposent largement sur la même technologie que celle utilisée pour la fabrication de circuits intégrés, à savoir les techniques de dépôt de film utilisant la photolithographie.
Largement considérée comme une technologie habilitante plutôt que comme une fin en soi, la fabrication de MEMS est considérée par les ingénieurs et les technologues comme un autre progrès bienvenu dans notre capacité à synthétiser un plus large éventail de structures physiques conçues pour exécuter des tâches utiles. Le plus souvent mentionné en conjonction avec les MEMS est l'idée d'un «laboratoire sur une puce», un dispositif qui traite de minuscules échantillons d'un produit chimique et renvoie des résultats utiles. Cela pourrait s'avérer assez révolutionnaire dans le domaine du diagnostic médical, où les analyses de laboratoire entraînent des coûts supplémentaires pour la couverture médicale, des retards dans le diagnostic et des tâches administratives fastidieuses.
Les MEMS sont fabriqués de deux manières: soit par micro-usinage de surface, dans lequel des couches successives de matériau sont déposées sur une surface, puis gravées pour former, soit par micro-usinage en masse, où le substrat est gravé pour produire un produit final. Le micro-usinage de surface est le plus courant car il s’appuie sur les progrès des circuits intégrés. Les techniques de dépôt, uniques aux MEMS, laissent parfois derrière elles des "couches sacrificielles", des couches de matériau destinées à être dissoutes et lavées à la fin du processus de fabrication, laissant une structure restante. Ce processus permet à un dispositif MEMS d’avoir une structure complexe en 3 dimensions. Différents engrenages, pompes, capteurs, tuyaux et actionneurs à l'échelle microscopique ont été fabriqués et certains d'entre eux sont déjà intégrés dans des produits commerciaux quotidiens.
Les exemples actuels d’utilisation des MEMS incluent les imprimantes à jet d’encre, les accéléromètres d’automobiles, les capteurs de pression, l’optique de haute précision, la microfluidique, la surveillance de neurones individuels, les systèmes de contrôle et la microscopie. Il n’existe actuellement pas de système de machine microscopique productif sur l’ordre des chaînes d’assemblage macroscellées productives, mais il semble que l’invention d’un tel dispositif ne soit qu’une question de temps. La perspective de fabrication avec des MEMS est excitante, car les réseaux de tels systèmes fonctionnant en tangence pourraient être considérablement plus productifs que les systèmes macroscopiques occupant le même volume et consommant la même quantité d’énergie. Une limite importante, cependant, serait que les produits à l'échelle macroscopique construits à l'aide de systèmes de machines à l'échelle microscopique devraient être composés principalement de blocs de construction préfabriqués à l'échelle microscopique.