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计量测试技术分析
Analysis of Measurement and Testing Technology
一、国外 MEMS 计量测试研究机构及技术现状
（一）美国国家标准与技术研究院
美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，
NIST）专门设置了微机电系统（MEMS）和纳机电系统（Nano-Electro-mechanical
System，NEMS）项目，旨在推进 MEMS/NEMS 测量技术的创新，以支持未
来 MEMS/NEMS 的发展。其主要从以下几个方面开展工作：开发用于 MEMS/
NEMS 的高级测量工具和方法；使用这些工具和方法研究 MEMS/NEMS 器件的
物理特性，尤其是传感器的性能限制；开发可追溯的 MEMS/NEMS 传感器，用
于 NIST 及更高级别的精密测量；领导制定 MEMS/NEMS 计量标准。
2009 年，NIST 发布的 NISTIR（National Institute of Standards and Technology
Interagency Report）《半导体微电子和纳电子计划》在“器件结构设计和表征”
中，将 MEMS/NEMS 计量作为一个章节进行阐述。在该节中主要阐述了 NIST
开发测试结构、测试方法和标准样片来表征 MEMS/NEMS 的制造工艺过程，有
四个重大标准项目：
第一，开发MEMS五合一标准样片RM8096和RM8097，包括杨氏模量（Youngs
Modulus）、残余应力（Residual Strain）、应变梯度（Strain Gradient）、台阶高度
（Step Height）、面内长度（In-Plane Length）；第二，开发 SEMI（Semiconductor
Equipment and Materials International）标准 MS5-0813、晶圆键合强度的微人字形
测试结构的测试方法和利用标准测试方法开发微人字形标准物质；第三，微流量
系统的尺寸计量；第四，引导标准化工作的尖端机器人技术的研究和开发。由于
MEMS 领域涉及范围广，NIST 研究的领域主要有：MEMS/NEMS 的运动测量、
微型和纳米光子传感器、用于传感和定时的射频 MEMS/NEMS、生物 MEMS 和
微流体、光学和电子生物传感、晶圆键合计量。
（二）欧洲国家计量机构协会
2007 年，在欧盟第七框架计划经费的支持下，欧洲国家计量机构协会（The
European AssociationOf National Metrology Institutes，EURAMET）开启了欧洲计
量联合研究计划（European Metrology Re-search Programme，EMRP）。在 2011
年新技术项目中，由英国国家物理实验室（National Physi-cal Laboratory，NPL）
主持的项目 Metrology with/for NEMS（简称：MetNEMS），针对 MEMS/NEMS
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