SlideShare a Scribd company logo
1 of 21
MAKALAH KAPITA SELEKTA
MEMS (Micro-electromechanical systems)
Disusun Oleh :
Imamul Huda / 111.10.0029
TEKNIK ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA
SERPONG 2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan
karunia-Nya saya masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan tugas Makalah
Kapita Selekta ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada nabi akhir
zaman Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat, dan mudah-mudahan sampai
kepada kita sebagai umatnya yang tetap istiqomah menegakkan dienul islam hingga
akhir zaman.
Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang MEMS
(Micro-electromechanical systems), yang saya sajikan berdasarkan hasil pengumpulan
materi dari beberapa sumber. Makalah ini di susun oleh Saya dengan berbagai
rintangan. Baik itu yang datang dari diri Saya maupun yang datang dari luar.
Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah SWT,
akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.
semoga makalah yang saya susun dapat bermanfaat bagi para mahasiswa,
pelajar, umum, khususnya pada diri saya sendiri, dan semua yang membaca
makalah ini, serta mudah-mudahan juga dapat memberikan wawasan yang lebih
luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan.
Saya mohon untuk saran dan kritiknya. Terima kasih
Penulis Makalah
Imamul Huda
ii
DAFTAR PUSTAKA
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
KATA PENGANTAR .............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. iii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 1
1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2
1.4. Kerangka Teori ....................................................................................... 2
1.5. Sumber Data............................................................................................ 2
BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................... 3
2.1 Pengertian MEMS ................................................................................... 3
2.2 Klasifikasi MEMS .................................................................................... 4
2.3 Proses Fabrikasi MEMS ......................................................................... 6
2.3.2 Photolithography ............................................................................. 6
2.3.2 Material-Material untuk Micromachining .................................. 8
2.3.3 Bulk Micromachining ..................................................................... 9
A. Wet Etching/ Etsa Basah ........................................................ 9
B. Dry Etching/ Etsa Kering ........................................................ 10
2.3.4 Surface Micromachining .......................................................................... 10
2.3.5 Fusion Bonding ....................................................................................... 11
2.3.6 High-Aspect-Ratio Micromachining ............................................... 12
A. LIGA .......................................................................................... 12
2.4 Aplikasi MEMS ....................................................................................... 13
BAB III PENUTUP ................................................................................................... 16
3.1 Kesimpulan .............................................................................................. 16
DAFTAR PUSTAKA
iii
iv
BAB I
PENDAHUALUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan hidup manusia yang tiada batasnya akan selalu mendorong
perkembangan teknologi untuk berpacu mengimbanginya, maka dari itu manusia
terus dituntut untuk dapat membuat inovasi baru di bidang teknologi. Untuk dapat
memenuhi kebutuhan manusia di bidang kesehatan, ekonomi, sosial, dan militer,
teknologi elektronika dewasa ini semakin cepat berkembang, berbagai teknologi
baru terus dikembangkan untuk dapat menciptakan sistem yang memiliki
fleksibilitas dan efisiensi tinggi. Salah satu teknologi elektronika yang kian
berkembang pesat adalah teknologi dengan prioritas ukuran mikro sampai nano.
MEMS (Micro-electromechanical systems) adalah salah satu teknologi mikro
yang terus berkembang. Sesuai dengan namanya, (Micro-electromechanical systems)
yang berarti sebuah sistem elektro-mekanik yang berukuran mikro, dimana
teknologi ini memiliki struktur peralatan elektro-mekanik terdiri dari sensor mikro,
aktuator mikro, dan peraga pendukung lainnya di dalam ukuran miniatur
seukuran rangkaian keping terpadu (IC). Sebagaimana halnya dengan rangkaian
keping terpadu, bahan substrat dasar yang digunakan untuk membuat MEMS
komersial umumnya adalah silikon.
Guna memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang apa yang
dimaksud dengan MEMS secara lebih mendalam, maka penulis akan mencoba
membuat sebuah makalah tentang teknologi MEMS. Selain itu makalah ini juga
dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Kapita Selekta yang penulis ambil di
Teknik Elektro Institut Teknologi Indonesia.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, dapat dirumuskan
permasalahannya sebagai berikut :
1. Apakah yang dimaksud dengan teknologi MEMS (Micro-electromechanical
systems) dan bagaimanakah proses pembuatannya?
2. Apakah manfaat teknologi MEMS bagi kehidupan manusia?
1.3. Tujuan
Adapun maksud saya untuk menyusun makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan teknologi MEMS (Micro-
electromechanical systems).
2. Untuk mengetahui bagaimana proses pembuatan MEMS (Micro-
electromechanical systems).
3. Untuk memberikan gambaran kepada pembaca tentang teknologi MEMS
(Micro-electromechanical systems).
1.4. Kerangka Teori
Makalah ini memaparkan tantang apa yang dimaksud dengan teknologi MEMS
(Micro-electromechanical systems), bagaimana proses pembuatan MEMS, manfaat
teknologi MEMS bagi kehidupan manusia, dan perkembangan teknologi MEMS
yang ada saat ini.
1.5. Sumber Data
Sumber data yang saya gunakan bersal dari presentasi Ibu Ir. Tris Dewi
Indraswati, MT, buku, dan makalah yang saya dapat dari Internet tentang MEMS.
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian MEMS
Micro-electromechanical systems (MEMS) adalah sebuah proses teknologi yang
digunakan untuk membuat perangkat terintegrasi yang berukuran kecil atau sistem
yang menggabungkan komponen mekanik dan listrik. Perangkat ini dibuat
menggunakan sirkuit terpadu (IC) dengan beberapa teknik pemrosesan dan
perangkat ini juga memiliki beberapa ukuran dari mikrometer sampai milimeter.
Perangkat ini memiliki kemampuan untuk merasakan, mengontrol, dan berjalan
pada skala mikro, serta menghasilkan efek pada skala makro.
MEMS memiliki istilah tersendiri di beberapa negara yang berbeda, untuk
istilah MEMS sendiri biasa digunakan untuk standar Amerika Serikat, sedangkan
di Eropa MEMS dikenal dengan istilah Microsystems Technology (MST), dan di
Jepang dikenal dengan istilah Micromachines. Terlepas dari beberapa istilah untuk
penyebutanya, proses pembuatan MEMS memiliki penyatuan standarisasi yang
sama di berbagai negara. Proses pabrikasi dari MEMS menggunakan teknologi
komputer berbasis Integrated Circuit (IC), komponen mikromekanik yang dibuat
dengan memanipulasi silikon dan substrat lainnya dengan menggunakan proses
micromachining, selain itu proses pembutannya juga menggunkan teknologi
micromachining pada permukannya dan High Aspect Ratio Micromachining (HARM)
untuk menghapus bagian dari silikon atau menambahkan lapisan struktural
sehingga dapat membentuk komponen mekanis dan elektromekanis. Ketika IC
yang dirancang untuk mengekspolitasi sifat listrik dari silikon, MEMS mengambil
keuntungan dari salah satu sifat mekanis silikon atau pun kedua sifat listrik dan
mekanisnya.
Pada umumnya MEMS terdiri dari struktur mikro-mekanik, mikro-sensor,
mikro-aktuator, dan mikro-elektronika, dimana semuanya terintegrasi ke dalam
sebuah chip silikon, hal ini secara skematis diperlihatkan pada gambar 1.
3
Gambar 1. Skematik komponen MEMS
Mikro-sensor mendeteksi perubahan lingkungan sistem dengan melakukan
pengukuran pada proses mekanik, termal, magnetik, kimia, atau informasi
elektromagnetik ataupun penomena-penomena yang terjadi, mikro-elektronik
memproses informasi ini dan sinyal memicu sinyal pada mikro-aktuator untuk
bereaksi sehingga menciptakan beberapa bentuk perubahan lingkungan.
2.2 Klasifikasi MEMS
MEMS yang memiliki inisialisasi yang berbeda di beberapa daerah kemudian
diklasifikasikan menjadi 3 jenis. Seperti yang kita lihat pada gambar 3 yang
menggambarkan klasifikasi dari teknologi Microsystems (MST). Meskipun MEMS
juga disebut sebagai MST, intinya MEMS adalah sebuah proses teknologi yang
digunakan untuk membuat alat-alat mekanis yang kecil atau sebagai hasilnya ini
semua merupakan bagian dari MST.
4
Microsensors
MicrostructuresMicroelectronics
Microactuators
MEMS
Gambar 2. Klasifikasi dari Microsystems Technology
Sistem Micro-optoelectromechanical (MOEMS) juga merupakan bagian dari
MST dan bersama-sama dengan MEMS membentuk teknologi khusus
menggunakan kombinasi miniatur optik, elektronik, dan mekanik. Kedua
Microsystems tersebut menggabungkan penggunaan sejumlah teknik pemrosesan
mikroelektronika untuk mendesain dan proses fabrikasinya. Terdapat beberapa
lapisan yang saling tumpang tindih dalam sebuah sirkuit terintegrasi sehingga
sangat sulit untuk dapat mengkategorikan MEMS dalam pengindraan yang
merupakan dari bagiannya ataupun MST. Pada intinya perbedaan nyata antara
MST dan MEMS adalah bahwa MEMS cenderung menggunakan proses
semikonduktor untuk membuat bagian mekanik. Sebaliknya, aplikasi MST
menggunakan pengendapan bahan silikon.
Transducer
Transduser adalah perangkat yang mengubah salah satu bentuk sinyal atau energi
ke dalam bentuk lain. Istilah transduser dapat digunakan untuk memasukkan kedua
sensor dan aktuator sehingga istilah ini paling umum dan banyak digunakan di
MEMS.
Sensor
Sensor adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur atau
mendapatkan infaormasi dari lingkungan sekitarnya dan memberikan sinyal input
listrik dalam menanggapi parameter yang diukur. Informasi yang didapatkan oleh
sensor telah dikategorikan dalam hal jenis domain energi tetap perangkat MEMS,
umumnya domain memiliki beberapa lapisan yang meliputi :
Mechanical : angkat, tekanan, kecepatan, percepatan, dan posisi.
Thermal : suhu, entropi, panas, dan aliran panas.
Chemical : komposisi, konsentrasi, dan laju reaksi.
Radiant : intensitas gelombang elektromagnetik, fase, panjang gelombang,
polarisasi refleksi, indeks bias, dan tranmitansi.
5
Magnetic : intensitas medan, kerapatan fluks, momen magnetik, dan
permebeilitas.
Electrical : teganagan, arus, muatan, resistansi, kapasitansi, dan polarisasi.
Actuator
Aktuator adalah sebuah alat yang mengubah sinyal listrik menjadi suatu aksi. Hal
ini dapat memicu perangkat mekanik lainnya untuk melakukan beberapa fungsi
yang berguna bagi sistem.
2.3 Proses Fabrikasi MEMS
Pada proses produksi atau fabrikasinya MEMS diklasifikasikan menjadi tiga bagian
penting, yaitu bulk micromachining, surface micromachining and high-aspect-ratio
micromachining (HARM), yang meliputi teknologi seperti LIGA (Lithographie,
Galvanoformung, Abformung). Gambar 3 menunjukkan kompleksitas potensi sistem
MEMS dengan penambahan lapisan struktural independen.
Gambar 3. Perangkat kompleksitas MEMS dengan lapisan struktural
2.3.1 Photolithography
Fotolitography adalah teknik fotografi untuk mentransfer salinan pola inti, biasanya
tata letak sirkuit dalam aplikasi IC ke permukaan substrat dari beberapa bahan
(wafer silikon).
Substrat ditutupi dengan lapisan tipis dari beberapa bahan, biasanya silikon
dioksida (SiO2), dalam kasus wafer silikon, dimana pola lubang akan terbentuk
6
(Gambar 4). Lapisan tipis dari polimer organik yang sensitif terhadap radiasi
ultraviolet, kemudian diendapkan pada lapisan oksida (photoresist). Sebuah
photomask yang terdiri dari piring kaca (transparan) dilapisi dengan pola kronium
(buram), kemudian ditempatkan pada kotak dengan permukaan dilapisi
photoresist. Wafer yang terkena radiasi ultraviolet akan mentransfer pola pada
mask ke dalam photoresist yang kemudian dikembangkan dengan cara yang
sangat mirip dengan proses yang digunakan untuk mengembangkan film fotografi,
radiasi ini menyebabkan reaksi kimia di daerah yang terkena photoresist yang
memiliki dua jenis positif dan negati. Photoresist positif diperkuat oleh radiasi UV,
sedangkan photoresist negatif melemah. Pada pengembangannya, solusi untuk
membilas atau menghilangkan daerah yang terkena photoresist atau tidak akan
meninggalkan sebuah pola yang terkelupas dan dilapisi photoresist pada
permukaan wafer. Hasilnya adalah pola pothoresist baik positif maupun negatif.
Gambar 4. Photoresist dan silikon pola dioksida pada fotolitografi
Asam klorida digunakan untuk menghilangkan oksida yang tertinggal dari
area yang terkena photoresist. Sisa photoresist kemudin dibuang, biasaya dengan
menggunakan asam sulfat panas. Pola oksida yang terakhir adalah salah satu
salinan positif atau negatif dari pola photomask dan berfungsi sebagai masker
dalam langkah-langkah pengolahan selanjutnya.
7
2.3.2 Material-Material untuk Micromachining
A. Bahan-Bahan Subtrat
Dalam proses pembuatannya MEMS menggunakan beberapa bahan dasar substrat,
bahan substrat yang paling umum untuk micromachining adalah silikon, bahan ini
telah banyak digunakan dalam industri mikroelektronika dan akan terus
digunakan dalam industri karena beberapa alasan :
1) Jumlahnya yang berlimpah, murah, dan dapat diproses untuk dimurnikan.
2) Kemampuan silikon untuk disimpan dalam film tipis sangat sesuai untuk
MEMS
3) Kemampuannya yang baik dan reproduksi silikon menggunakan
fotolitografi sangat sempurna untuk digunakan pada MEMS yang memiliki
tingkat presisi tinggi.
4) Sirkuit silikon mikroelektronika yang telah dibuat (wafer silikon berisi
ratusan chip identik)
Selain silikon, Semikonduktor kristal lain seperti germanium (Ge) dan
gallium arsenide (GaAs) digunakan juga sebagai bahan substrat pembuatan MEMS,
dikarenakan sifat keduanya yang sama dengan silikon, tapi yang perlu
diperhataikan bahwa silikon berbeda dengan semikonduktor lainnya, dimana
silikon dapat segera teroksidasi untuk membentuk lapisan permukaan kimia inert
dan isolasi elektrik dari SiO2 pada proses penguapan.
B. Additive Film dan Material
Berbagai aditif film dan beberapa material lainnya juga digunakan untuk perangkat
MEMS. Bukan hanya sebatas substrat, material pembangun MEMS juga terbuat
dari bahan-bahan konduktor, semikonduktor, dan isolator seperti :
• Silikon kristal tunggal, polikristalin dan amorf
• Senyawa silikon (SIXNY, SiO2, SiC dll)
• Logam dan senyawa logam (Au, Cu, Al, ZnO, GaAs, IROX, CdS)
8
• Keramik (Al 203 dan senyawa keramik lebih kompleks)
• Organik (berlian, polimer, enzim, antibodi, DNA dll)
2.3.3 Bulk Micromachining
Bulk Micromachining atau proses micromachining secara massal akan penghapusan
bagian dari kumpulan substrat. Proses ini merupakan proses subtraktif yang
menggunakan metoda anisotropic etsa basah atau metode etsa kering, seperti
reactive ion etching (RIE), untuk membuat lubang besar, alur dan saluran. Bahan
yang biasanya digunakan untuk pengetsaan basah mencakup silikon dan kuarsa,
sedangkan etsa kering biasanya digunakan dengan silikon, logam, plastik, dan
keramik.
3 Wet Etching/ Etsa Basah
Etsa basah menggambarkan penghapusan materi melalui perendaman bahan
(wafer silikon) dalam bak zat cair dari etsa kimia. Melalui proses etsa ini akan
membentuk isotropik atau anisotropik.
Etsa isotropik merupakan material etsa yang memiliki tingkat struktur yang
sama dan akan menghilangkan material yang berada di bawah masker etsa pada
tingkat yang sama, hal ini dikenal sebagai undercutting (Gambar 19 a dan b). Bentuk
yang paling umum dari etsa isotropik silikon adalah HNA, yang terdiri dari
campuran asam fluorida (HF), asam nitrat (HNO3) dan asam asetat (CH3COOH).
Etsa isotropik dibatasi oleh geometri dari struktur yang akan terukir. Tingkat etsa
dapat memperlambat dan dalam beberapa kasus (misalnya, dalam saluran dalam
dan sempit) mereka dapat berhenti karena difusi faktor pembatas. Namun, efek ini
dapat diminimalkan dengan agitasi etsa, sehingga didapatkan struktur yang
hampir sempurna dengan permukaan bulat (Gambar 5.a)
9
Gambar 5. (a) adalah etsa Isotropik dan (b) agitasi, dan etsa anisotropik basah (100)
dan (110) silikon untuk gambar (c) dan (d).
4 Dry Etching/ Etsa Kering
Proses pengetsaan kering ini bergantung dengan fase uap atau metode etsa berbasis
plasma menggunakan gas atau uap sesuai reaktif pada suhu tinggi. Bentuk yang
paling umum untuk MEMS adalah reactive ion etching (RIE) yang memanfaatkan
kekuatan energi tambahan dalam bentuk frekuensi radio (RF) untuk mendorong
reaksi kimia. Ion energik yang dipercepat melintasi bahan yang akan dietsa dimana
dalam fase plasma dilakukan penyediaan energi tambahan yang diperlukan untuk
proses reaksi, akibatnya etsa dapat terjadi pada temperatur yang lebih rendah (150º
- 250 º C atau pada suhu kamar) dibandingkan biasanya diperlukan suhu di atas
1000º C. RIE tidak dibatasi oleh bidang kristal dalam silikon, dan sebagai hasilnya,
akan berbentuk parit dan lubang, atau bentuk yang tidak tetap dengan dinding
vertikal yang terukir.
Deep Reactive Ion Etching (DRIE) adalah metode etsa yang membutuhkan
aspek rasio lebih tinggi yang melibatkan proses bolak high-density plasma etching
(seperti dalam RIE) dan polimer deposisi pelindung untuk mencapai rasio aspek
yang lebih besar seperti yang terlihat pada gambar 5.
Gambar 5. Deep Reactive Ion Etching (DRIE)
10
2.3.4 Surface Micromachining
Surface Micromachining merupakan proses pengolahan di atas substrat, yang
digunakan sebagai lapisan dasar untuk membangun lapisan-lapisan lainnya. Proses
ini dimulai pada tahun 1980-an dan merupakan teknologi produksi MEMS terbaru.
Material ditambahkan ke substrat dalam bentuk lapisan film tipis pada permukaan
substrat (wafer silikon). Lapisan ini merupakan salah satu lapisan struktural atau
bertindak sebagai spacer (pengatur jarak), kemudian dihapus, kemudian lapisan ini
disebut lapisan korban. Oleh karena itu proses biasanya melibatkan film dari dua
bahan yang berbeda, yaitu bahan struktural dimana struktur berdiri bebas dibuat
(silikon polikristalin atau polysilicon, silikon nitrida, dan aluminium) dan bahan
kurban, yang disimpan di daerah terbuka atau berada bebas di atas struktur
mekanik.
Lapisan film tipis kemudian akan disimpan dan dilakukan proses etsa
kering secara berurutan dengan bahan karbon yang akan dilakuakn proses etsa
basah untuk menghilangkan struktur akhirnya. Setiap lapisan tambahan akan
sisertai dengan peningkatan kompleksitas dan proses fabrikasi yang semakin sulit.
Permukaan yang telah melalui proses micromachining dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6 Permukaan micromachining dari balok kantilever
2.3.5 Fusion Bonding
Agar didapatkan struktru MEMS yang lebih kompleks dan lebih besar,
wafer silikon yang telah melalui proses micromachining dapat ditambahkan dengan
bahan lain dengan proses yang dikenal sebagai fusion bonding (ikatan fusi). Teknik
ini memungkinkan untuk menciptakan struktur terintegrasi yang berlapis-lapis dan
bergantung pada penciptaan atom antara setiap lapisan, baik secara langsung
11
(dengan pemanasan dan tekanan utuk ikatan kaca wafer) atau melalui film tipis
silikon dioksida. Seperti yang kita lihat pada gambar 7, dimana komposit yang
dihasilkan memiliki tegangan sisa yang sangat rendah akibat dari koefisisen
pencocokan ekspansi termal dari seiap lapisan.
Gambar 7 Pembentukan rongga tertutup menggunakan ikatan fusi
2.3.6 High-Aspect-Ratio Micromachining
High-Aspect-Ratio Micromachining (HARM) adalah proses yang melibatkan
micromachining sebagai langkah awal yang diikuti dengan pencetakan injeksi atau
embossing dan, jika diperlukan, dengan electroforming untuk meniru mikro di
logam dari bagian yang ingin dibentuk. Ini adalah salah satu teknologi yang paling
menarik untuk mereplikasi mikro pada rasio kinerja tinggi dan termasuk teknik
yang dikenal sebagai LIGA.
LIGA
LIGA merupakan proses penting dan metode replikasi untuk aspek-rasio tinggi
struktur mikro. Teknik ini menggunakan X-ray radiasi synchrotron untuk
mengekspos akrilik tebal menolak dari PMMA bawah masker litograf (lihat gambar
8 di bawah). Daerah yang terkena X-ray secara kimiawi akan terlarut dan area
dimana bahan akan dihapus, logam elektro yang terbentuk, sehingga
mendefinisikan bahwa proses molding telah berhasil. LIGA mampu menciptakan
mikro yang sangat halus hingga 1000 µm.
12
Gambar 8 Proses LIGA
2.4 Aplikasi MEMS
Dewasa ini teknologi MEMS sudah banyak diaplikasikan dan sudah beredar di
pasaran dengan penerapannya di berbagai bidang, sebagai berikut :
Tabel 1. Aplikasi MEMS
Automotive Electronics Medical Communication
s
Defence
Internal
navigation
sensors
Disk drive
heads
Blood pressure
sensor
Fibre-optic
network
components
Munitions
guidance
Air
conditioning
compressor
sensor
Inkjet printer
heads
Muscle
stimulators &
drug delivery
systems
RF Relays,
switches and
filters
Surveillance
Brake force
sensors &
suspension
control
accelerometers
Projection
screen
televisions
Implanted
pressure
sensors
Projection
displays in
portable
communications
devices and
instrumentation
Arming
systems
Fuel level and
vapour
pressure
sensors
Earthquake
sensors
Prosthetics
Voltage
controlled
oscillators
(VCOs)
Embedded
sensors
Airbag
sensors
Avionics
pressure
sensors
Miniature
analytical
instruments
Splitters and
couplers
Data storage
"Intelligent"
tyres
Mass data
storage
Pacemakers Tuneable lasers Aircraft
control
13
systems
Selain dari aplikasi-aplikasi di atas, teknologi MEMS terbaru juga banya
dimanfaatkan, antara lain :
1) BioMEMS
BioMEMS untuk aplikasi revolusioner yang mendukung isu-isu sosial utama
termasuk sequencing DNA, penemuan obat, dan air dan pemantauan lingkungan.
Teknologi ini berfokus pada sistem mikrofluida serta pengujian kimia dan
pengolahannya telah memungkinkan perangkat dan aplikasi seperti 'lab-on-a-chip',
sensor kimia, pengontrol aliran, micronozzles dan microvalves untuk diproduksi.
Pengaplikasin BioMEMS dapat kita lihat pada gambar 9.
Gambar 9. Aplikasi BioMEMS
2) MOEMS
MOEMS merupakan teknologi MEMS yang muncul untuk mengtasi masalah skala
jaringan, sehingga dapat menciptakan lalu lintas data yang besar dengan
berlandaskan teknologi informasi. Aplikasi MOEMS dapat kita lihat pada gambar
10.
Gambar 10. Apliksi MOEMS
3) RF MEMS
14
RF MEMS adalah salah satu bagian yang paling cepat berkembang dalam teknologi
MEMS komersial. MEMS RF dirancang khusus untuk elektronik dalam ponsel dan
aplikasi komunikasi nirkabel lainnya seperti radar, sistem satelit global positioning
(GPS) dan antena steerable. MEMS telah memiliki kinerja, keandalan dan fungsi
perangkat ini akan meningkat saat produser menurunkan ukuran dan memberikan
harga yang rendah. Gambar 11 Aplikasi RF MEMS.
Gambar 11. Aplikasi RF MEMS
15
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan yang telah dipaparkan pada makalah ini,
maka kita dapat mengetahui Micro-electromechanical systems (MEMS) adalah sebuah
proses teknologi yang digunakan untuk membuat perangkat terintegrasi yang
berukuran kecil atau sistem yang menggabungkan komponen mekanik dan listrik.
Perangkat ini dibuat menggunakan sirkuit terpadu (IC) dengan beberapa teknik
pemrosesan dan perangkat ini juga memiliki beberapa ukuran dari mikrometer
sampai milimeter. Perangkat ini memiliki kemampuan untuk merasakan,
mengontrol, dan berjalan pada skala mikro, serta menghasilkan efek pada skala
makro.
Pembuatan MEMS dilalui dengan melakukan beberapa proses seperti
Photolithography, Micromachining, Bulk Micromachining (Dry Etching dan Wet Etching),
Surface Micromachining ,High-Aspect-Ratio Micromachining (HARM), dan LIGA.
Teknologi MEMS juga banyak diaplikasikan di bidang kedokteran, sosial, bahkan
sampai militer.
16
DAFTAR PUSTAKA
1. Microsensors, Muller, R.S., Howe, R.T., Senturia, S.D., Smith, R.L., and White,
R.M. [Eds.], IEEE Press, New York, NY, 1991.
2. Micromechanics and MEMS: Classic and Seminal Paper to 1990, Trimmer, W.S.,
IEEE Press, New York, NY, 1997.
17

More Related Content

Similar to Kapsel mems (imamul h.)

Step 1-electrical basic electricity
Step 1-electrical basic electricityStep 1-electrical basic electricity
Step 1-electrical basic electricitySlamet Setiyono
 
Bab i dan ii solarcell
Bab i dan ii solarcell Bab i dan ii solarcell
Bab i dan ii solarcell bram santo
 
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidroTugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidroFathi Habibu Rahman
 
Tugas 4 sikm andik irawan
Tugas 4 sikm andik irawanTugas 4 sikm andik irawan
Tugas 4 sikm andik irawanAndik Irawan
 
Pengapian konvensional
Pengapian konvensionalPengapian konvensional
Pengapian konvensionalbudisantoso458
 
Makalah fisika panel surya
Makalah fisika panel suryaMakalah fisika panel surya
Makalah fisika panel suryaPT. SASA
 
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...Indri Sukmawati Rahayu
 
Makalah hukum I termodinamika(asli)
Makalah hukum I termodinamika(asli)Makalah hukum I termodinamika(asli)
Makalah hukum I termodinamika(asli)Dewi Ponco
 
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docx
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docxBuku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docx
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docxAliceKuhurima1
 
Teknik telekomunikasi jilid 3
Teknik telekomunikasi jilid 3Teknik telekomunikasi jilid 3
Teknik telekomunikasi jilid 3EKO SUPRIYADI
 
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrik
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrikFis 03-pembacaan-besar-besaran-listrik
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrikSMA Negeri 9 KERINCI
 
e-learning berbasis web menggunakan cms open source
e-learning berbasis web menggunakan cms open sourcee-learning berbasis web menggunakan cms open source
e-learning berbasis web menggunakan cms open sourcelamone41
 
Tugas mandiri konsep sistem informasi
Tugas mandiri  konsep sistem informasiTugas mandiri  konsep sistem informasi
Tugas mandiri konsep sistem informasiAsep Jaenudin
 
Karya ilmiah kontaktor
Karya ilmiah kontaktorKarya ilmiah kontaktor
Karya ilmiah kontaktorSteinerPailah
 
Konsep dasar-listrik-1
Konsep dasar-listrik-1Konsep dasar-listrik-1
Konsep dasar-listrik-1Aji Setiawan
 

Similar to Kapsel mems (imamul h.) (20)

Step 1-electrical basic electricity
Step 1-electrical basic electricityStep 1-electrical basic electricity
Step 1-electrical basic electricity
 
Apa mekatronik-itu 2[1]
Apa mekatronik-itu 2[1]Apa mekatronik-itu 2[1]
Apa mekatronik-itu 2[1]
 
Bab i dan ii solarcell
Bab i dan ii solarcell Bab i dan ii solarcell
Bab i dan ii solarcell
 
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidroTugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
Tugas ekonomi teknik Pembangkit tenaga mikro hidro
 
Tugas 4 sikm andik irawan
Tugas 4 sikm andik irawanTugas 4 sikm andik irawan
Tugas 4 sikm andik irawan
 
Pengapian konvensional
Pengapian konvensionalPengapian konvensional
Pengapian konvensional
 
Skripsi
SkripsiSkripsi
Skripsi
 
Mms
MmsMms
Mms
 
Makalah fisika panel surya
Makalah fisika panel suryaMakalah fisika panel surya
Makalah fisika panel surya
 
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...
Proposal Automatic Street Light Using LDR (Proposal Lampu Jalan Otomatis Meng...
 
Makalah hukum I termodinamika(asli)
Makalah hukum I termodinamika(asli)Makalah hukum I termodinamika(asli)
Makalah hukum I termodinamika(asli)
 
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docx
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docxBuku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docx
Buku Materi D.35EBT15.009.1- Memasang Sistem Proteksi.docx
 
Teknik telekomunikasi jilid 3
Teknik telekomunikasi jilid 3Teknik telekomunikasi jilid 3
Teknik telekomunikasi jilid 3
 
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrik
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrikFis 03-pembacaan-besar-besaran-listrik
Fis 03-pembacaan-besar-besaran-listrik
 
e-learning berbasis web menggunakan cms open source
e-learning berbasis web menggunakan cms open sourcee-learning berbasis web menggunakan cms open source
e-learning berbasis web menggunakan cms open source
 
78034924.pdf
78034924.pdf78034924.pdf
78034924.pdf
 
Buku elektro3 ver2-
Buku elektro3 ver2-Buku elektro3 ver2-
Buku elektro3 ver2-
 
Tugas mandiri konsep sistem informasi
Tugas mandiri  konsep sistem informasiTugas mandiri  konsep sistem informasi
Tugas mandiri konsep sistem informasi
 
Karya ilmiah kontaktor
Karya ilmiah kontaktorKarya ilmiah kontaktor
Karya ilmiah kontaktor
 
Konsep dasar-listrik-1
Konsep dasar-listrik-1Konsep dasar-listrik-1
Konsep dasar-listrik-1
 

Recently uploaded

2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptxEnginerMine
 
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdfPengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdffitriAnnisa54
 
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.pptPresentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.pptarifyudianto3
 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxyoodika046
 
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxArisatrianingsih
 
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxMateri Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxarifyudianto3
 
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE TriwulanpptxLaporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptxilanarespatinovitari1
 
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxUTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxAndimarini2
 
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptxManajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptxarifyudianto3
 
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfTEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfYogiCahyoPurnomo
 
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).pptBAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).pptDellaEkaPutri2
 
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptxSOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptxFahrizalTriPrasetyo
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++FujiAdam
 
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATASPOWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATASMuhammadFiqi8
 
sample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Partsample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Parthusien3
 

Recently uploaded (16)

Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get CytotecAbortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
 
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
2024.02.26 - Pra-Rakor Tol IKN 3A-2 - R2 V2.pptx
 
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdfPengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
 
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.pptPresentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
Presentasi gedung jenjang 6 - Isman Kurniawan.ppt
 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
 
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
 
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptxMateri Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
Materi Asesi SKK Manajer Pelaksana SPAM- jenjang 6.pptx
 
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE TriwulanpptxLaporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
Laporan Tinjauan Manajemen HSE/Laporan HSE Triwulanpptx
 
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxUTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
 
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptxManajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
Manajer Lapangan Pelaksanaan Pekerjaan Gedung - Endy Aitya.pptx
 
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdfTEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
TEKNIS TES TULIS REKRUTMEN PAMSIMAS 2024.pdf
 
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).pptBAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
BAB_3_Teorema superposisi_thevenin_norton (1).ppt
 
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptxSOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
SOAL UJIAN SKKhhhhhhjjjjjjjjjjjjjjjj.pptx
 
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
MAteri:Penggunaan fungsi pada pemrograman c++
 
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATASPOWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
POWER POINT TEKLING UNTUK SARJANA KEATAS
 
sample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Partsample for Flow Chart Permintaan Spare Part
sample for Flow Chart Permintaan Spare Part
 

Kapsel mems (imamul h.)

  • 1. MAKALAH KAPITA SELEKTA MEMS (Micro-electromechanical systems) Disusun Oleh : Imamul Huda / 111.10.0029 TEKNIK ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA SERPONG 2014
  • 2. KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-Nya saya masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan tugas Makalah Kapita Selekta ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada nabi akhir zaman Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat, dan mudah-mudahan sampai kepada kita sebagai umatnya yang tetap istiqomah menegakkan dienul islam hingga akhir zaman. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang MEMS (Micro-electromechanical systems), yang saya sajikan berdasarkan hasil pengumpulan materi dari beberapa sumber. Makalah ini di susun oleh Saya dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri Saya maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah SWT, akhirnya makalah ini dapat terselesaikan. semoga makalah yang saya susun dapat bermanfaat bagi para mahasiswa, pelajar, umum, khususnya pada diri saya sendiri, dan semua yang membaca makalah ini, serta mudah-mudahan juga dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Saya mohon untuk saran dan kritiknya. Terima kasih Penulis Makalah Imamul Huda ii
  • 3. DAFTAR PUSTAKA HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i KATA PENGANTAR .............................................................................................. ii DAFTAR ISI ............................................................................................................. iii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 1 1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2 1.4. Kerangka Teori ....................................................................................... 2 1.5. Sumber Data............................................................................................ 2 BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................... 3 2.1 Pengertian MEMS ................................................................................... 3 2.2 Klasifikasi MEMS .................................................................................... 4 2.3 Proses Fabrikasi MEMS ......................................................................... 6 2.3.2 Photolithography ............................................................................. 6 2.3.2 Material-Material untuk Micromachining .................................. 8 2.3.3 Bulk Micromachining ..................................................................... 9 A. Wet Etching/ Etsa Basah ........................................................ 9 B. Dry Etching/ Etsa Kering ........................................................ 10 2.3.4 Surface Micromachining .......................................................................... 10 2.3.5 Fusion Bonding ....................................................................................... 11 2.3.6 High-Aspect-Ratio Micromachining ............................................... 12 A. LIGA .......................................................................................... 12 2.4 Aplikasi MEMS ....................................................................................... 13 BAB III PENUTUP ................................................................................................... 16 3.1 Kesimpulan .............................................................................................. 16 DAFTAR PUSTAKA iii
  • 4. iv
  • 5. BAB I PENDAHUALUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan hidup manusia yang tiada batasnya akan selalu mendorong perkembangan teknologi untuk berpacu mengimbanginya, maka dari itu manusia terus dituntut untuk dapat membuat inovasi baru di bidang teknologi. Untuk dapat memenuhi kebutuhan manusia di bidang kesehatan, ekonomi, sosial, dan militer, teknologi elektronika dewasa ini semakin cepat berkembang, berbagai teknologi baru terus dikembangkan untuk dapat menciptakan sistem yang memiliki fleksibilitas dan efisiensi tinggi. Salah satu teknologi elektronika yang kian berkembang pesat adalah teknologi dengan prioritas ukuran mikro sampai nano. MEMS (Micro-electromechanical systems) adalah salah satu teknologi mikro yang terus berkembang. Sesuai dengan namanya, (Micro-electromechanical systems) yang berarti sebuah sistem elektro-mekanik yang berukuran mikro, dimana teknologi ini memiliki struktur peralatan elektro-mekanik terdiri dari sensor mikro, aktuator mikro, dan peraga pendukung lainnya di dalam ukuran miniatur seukuran rangkaian keping terpadu (IC). Sebagaimana halnya dengan rangkaian keping terpadu, bahan substrat dasar yang digunakan untuk membuat MEMS komersial umumnya adalah silikon. Guna memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang apa yang dimaksud dengan MEMS secara lebih mendalam, maka penulis akan mencoba membuat sebuah makalah tentang teknologi MEMS. Selain itu makalah ini juga dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Kapita Selekta yang penulis ambil di Teknik Elektro Institut Teknologi Indonesia. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, dapat dirumuskan permasalahannya sebagai berikut :
  • 6. 1. Apakah yang dimaksud dengan teknologi MEMS (Micro-electromechanical systems) dan bagaimanakah proses pembuatannya? 2. Apakah manfaat teknologi MEMS bagi kehidupan manusia? 1.3. Tujuan Adapun maksud saya untuk menyusun makalah ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan teknologi MEMS (Micro- electromechanical systems). 2. Untuk mengetahui bagaimana proses pembuatan MEMS (Micro- electromechanical systems). 3. Untuk memberikan gambaran kepada pembaca tentang teknologi MEMS (Micro-electromechanical systems). 1.4. Kerangka Teori Makalah ini memaparkan tantang apa yang dimaksud dengan teknologi MEMS (Micro-electromechanical systems), bagaimana proses pembuatan MEMS, manfaat teknologi MEMS bagi kehidupan manusia, dan perkembangan teknologi MEMS yang ada saat ini. 1.5. Sumber Data Sumber data yang saya gunakan bersal dari presentasi Ibu Ir. Tris Dewi Indraswati, MT, buku, dan makalah yang saya dapat dari Internet tentang MEMS. 2
  • 7. BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian MEMS Micro-electromechanical systems (MEMS) adalah sebuah proses teknologi yang digunakan untuk membuat perangkat terintegrasi yang berukuran kecil atau sistem yang menggabungkan komponen mekanik dan listrik. Perangkat ini dibuat menggunakan sirkuit terpadu (IC) dengan beberapa teknik pemrosesan dan perangkat ini juga memiliki beberapa ukuran dari mikrometer sampai milimeter. Perangkat ini memiliki kemampuan untuk merasakan, mengontrol, dan berjalan pada skala mikro, serta menghasilkan efek pada skala makro. MEMS memiliki istilah tersendiri di beberapa negara yang berbeda, untuk istilah MEMS sendiri biasa digunakan untuk standar Amerika Serikat, sedangkan di Eropa MEMS dikenal dengan istilah Microsystems Technology (MST), dan di Jepang dikenal dengan istilah Micromachines. Terlepas dari beberapa istilah untuk penyebutanya, proses pembuatan MEMS memiliki penyatuan standarisasi yang sama di berbagai negara. Proses pabrikasi dari MEMS menggunakan teknologi komputer berbasis Integrated Circuit (IC), komponen mikromekanik yang dibuat dengan memanipulasi silikon dan substrat lainnya dengan menggunakan proses micromachining, selain itu proses pembutannya juga menggunkan teknologi micromachining pada permukannya dan High Aspect Ratio Micromachining (HARM) untuk menghapus bagian dari silikon atau menambahkan lapisan struktural sehingga dapat membentuk komponen mekanis dan elektromekanis. Ketika IC yang dirancang untuk mengekspolitasi sifat listrik dari silikon, MEMS mengambil keuntungan dari salah satu sifat mekanis silikon atau pun kedua sifat listrik dan mekanisnya. Pada umumnya MEMS terdiri dari struktur mikro-mekanik, mikro-sensor, mikro-aktuator, dan mikro-elektronika, dimana semuanya terintegrasi ke dalam sebuah chip silikon, hal ini secara skematis diperlihatkan pada gambar 1. 3
  • 8. Gambar 1. Skematik komponen MEMS Mikro-sensor mendeteksi perubahan lingkungan sistem dengan melakukan pengukuran pada proses mekanik, termal, magnetik, kimia, atau informasi elektromagnetik ataupun penomena-penomena yang terjadi, mikro-elektronik memproses informasi ini dan sinyal memicu sinyal pada mikro-aktuator untuk bereaksi sehingga menciptakan beberapa bentuk perubahan lingkungan. 2.2 Klasifikasi MEMS MEMS yang memiliki inisialisasi yang berbeda di beberapa daerah kemudian diklasifikasikan menjadi 3 jenis. Seperti yang kita lihat pada gambar 3 yang menggambarkan klasifikasi dari teknologi Microsystems (MST). Meskipun MEMS juga disebut sebagai MST, intinya MEMS adalah sebuah proses teknologi yang digunakan untuk membuat alat-alat mekanis yang kecil atau sebagai hasilnya ini semua merupakan bagian dari MST. 4 Microsensors MicrostructuresMicroelectronics Microactuators MEMS
  • 9. Gambar 2. Klasifikasi dari Microsystems Technology Sistem Micro-optoelectromechanical (MOEMS) juga merupakan bagian dari MST dan bersama-sama dengan MEMS membentuk teknologi khusus menggunakan kombinasi miniatur optik, elektronik, dan mekanik. Kedua Microsystems tersebut menggabungkan penggunaan sejumlah teknik pemrosesan mikroelektronika untuk mendesain dan proses fabrikasinya. Terdapat beberapa lapisan yang saling tumpang tindih dalam sebuah sirkuit terintegrasi sehingga sangat sulit untuk dapat mengkategorikan MEMS dalam pengindraan yang merupakan dari bagiannya ataupun MST. Pada intinya perbedaan nyata antara MST dan MEMS adalah bahwa MEMS cenderung menggunakan proses semikonduktor untuk membuat bagian mekanik. Sebaliknya, aplikasi MST menggunakan pengendapan bahan silikon. Transducer Transduser adalah perangkat yang mengubah salah satu bentuk sinyal atau energi ke dalam bentuk lain. Istilah transduser dapat digunakan untuk memasukkan kedua sensor dan aktuator sehingga istilah ini paling umum dan banyak digunakan di MEMS. Sensor Sensor adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur atau mendapatkan infaormasi dari lingkungan sekitarnya dan memberikan sinyal input listrik dalam menanggapi parameter yang diukur. Informasi yang didapatkan oleh sensor telah dikategorikan dalam hal jenis domain energi tetap perangkat MEMS, umumnya domain memiliki beberapa lapisan yang meliputi : Mechanical : angkat, tekanan, kecepatan, percepatan, dan posisi. Thermal : suhu, entropi, panas, dan aliran panas. Chemical : komposisi, konsentrasi, dan laju reaksi. Radiant : intensitas gelombang elektromagnetik, fase, panjang gelombang, polarisasi refleksi, indeks bias, dan tranmitansi. 5
  • 10. Magnetic : intensitas medan, kerapatan fluks, momen magnetik, dan permebeilitas. Electrical : teganagan, arus, muatan, resistansi, kapasitansi, dan polarisasi. Actuator Aktuator adalah sebuah alat yang mengubah sinyal listrik menjadi suatu aksi. Hal ini dapat memicu perangkat mekanik lainnya untuk melakukan beberapa fungsi yang berguna bagi sistem. 2.3 Proses Fabrikasi MEMS Pada proses produksi atau fabrikasinya MEMS diklasifikasikan menjadi tiga bagian penting, yaitu bulk micromachining, surface micromachining and high-aspect-ratio micromachining (HARM), yang meliputi teknologi seperti LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung). Gambar 3 menunjukkan kompleksitas potensi sistem MEMS dengan penambahan lapisan struktural independen. Gambar 3. Perangkat kompleksitas MEMS dengan lapisan struktural 2.3.1 Photolithography Fotolitography adalah teknik fotografi untuk mentransfer salinan pola inti, biasanya tata letak sirkuit dalam aplikasi IC ke permukaan substrat dari beberapa bahan (wafer silikon). Substrat ditutupi dengan lapisan tipis dari beberapa bahan, biasanya silikon dioksida (SiO2), dalam kasus wafer silikon, dimana pola lubang akan terbentuk 6
  • 11. (Gambar 4). Lapisan tipis dari polimer organik yang sensitif terhadap radiasi ultraviolet, kemudian diendapkan pada lapisan oksida (photoresist). Sebuah photomask yang terdiri dari piring kaca (transparan) dilapisi dengan pola kronium (buram), kemudian ditempatkan pada kotak dengan permukaan dilapisi photoresist. Wafer yang terkena radiasi ultraviolet akan mentransfer pola pada mask ke dalam photoresist yang kemudian dikembangkan dengan cara yang sangat mirip dengan proses yang digunakan untuk mengembangkan film fotografi, radiasi ini menyebabkan reaksi kimia di daerah yang terkena photoresist yang memiliki dua jenis positif dan negati. Photoresist positif diperkuat oleh radiasi UV, sedangkan photoresist negatif melemah. Pada pengembangannya, solusi untuk membilas atau menghilangkan daerah yang terkena photoresist atau tidak akan meninggalkan sebuah pola yang terkelupas dan dilapisi photoresist pada permukaan wafer. Hasilnya adalah pola pothoresist baik positif maupun negatif. Gambar 4. Photoresist dan silikon pola dioksida pada fotolitografi Asam klorida digunakan untuk menghilangkan oksida yang tertinggal dari area yang terkena photoresist. Sisa photoresist kemudin dibuang, biasaya dengan menggunakan asam sulfat panas. Pola oksida yang terakhir adalah salah satu salinan positif atau negatif dari pola photomask dan berfungsi sebagai masker dalam langkah-langkah pengolahan selanjutnya. 7
  • 12. 2.3.2 Material-Material untuk Micromachining A. Bahan-Bahan Subtrat Dalam proses pembuatannya MEMS menggunakan beberapa bahan dasar substrat, bahan substrat yang paling umum untuk micromachining adalah silikon, bahan ini telah banyak digunakan dalam industri mikroelektronika dan akan terus digunakan dalam industri karena beberapa alasan : 1) Jumlahnya yang berlimpah, murah, dan dapat diproses untuk dimurnikan. 2) Kemampuan silikon untuk disimpan dalam film tipis sangat sesuai untuk MEMS 3) Kemampuannya yang baik dan reproduksi silikon menggunakan fotolitografi sangat sempurna untuk digunakan pada MEMS yang memiliki tingkat presisi tinggi. 4) Sirkuit silikon mikroelektronika yang telah dibuat (wafer silikon berisi ratusan chip identik) Selain silikon, Semikonduktor kristal lain seperti germanium (Ge) dan gallium arsenide (GaAs) digunakan juga sebagai bahan substrat pembuatan MEMS, dikarenakan sifat keduanya yang sama dengan silikon, tapi yang perlu diperhataikan bahwa silikon berbeda dengan semikonduktor lainnya, dimana silikon dapat segera teroksidasi untuk membentuk lapisan permukaan kimia inert dan isolasi elektrik dari SiO2 pada proses penguapan. B. Additive Film dan Material Berbagai aditif film dan beberapa material lainnya juga digunakan untuk perangkat MEMS. Bukan hanya sebatas substrat, material pembangun MEMS juga terbuat dari bahan-bahan konduktor, semikonduktor, dan isolator seperti : • Silikon kristal tunggal, polikristalin dan amorf • Senyawa silikon (SIXNY, SiO2, SiC dll) • Logam dan senyawa logam (Au, Cu, Al, ZnO, GaAs, IROX, CdS) 8
  • 13. • Keramik (Al 203 dan senyawa keramik lebih kompleks) • Organik (berlian, polimer, enzim, antibodi, DNA dll) 2.3.3 Bulk Micromachining Bulk Micromachining atau proses micromachining secara massal akan penghapusan bagian dari kumpulan substrat. Proses ini merupakan proses subtraktif yang menggunakan metoda anisotropic etsa basah atau metode etsa kering, seperti reactive ion etching (RIE), untuk membuat lubang besar, alur dan saluran. Bahan yang biasanya digunakan untuk pengetsaan basah mencakup silikon dan kuarsa, sedangkan etsa kering biasanya digunakan dengan silikon, logam, plastik, dan keramik. 3 Wet Etching/ Etsa Basah Etsa basah menggambarkan penghapusan materi melalui perendaman bahan (wafer silikon) dalam bak zat cair dari etsa kimia. Melalui proses etsa ini akan membentuk isotropik atau anisotropik. Etsa isotropik merupakan material etsa yang memiliki tingkat struktur yang sama dan akan menghilangkan material yang berada di bawah masker etsa pada tingkat yang sama, hal ini dikenal sebagai undercutting (Gambar 19 a dan b). Bentuk yang paling umum dari etsa isotropik silikon adalah HNA, yang terdiri dari campuran asam fluorida (HF), asam nitrat (HNO3) dan asam asetat (CH3COOH). Etsa isotropik dibatasi oleh geometri dari struktur yang akan terukir. Tingkat etsa dapat memperlambat dan dalam beberapa kasus (misalnya, dalam saluran dalam dan sempit) mereka dapat berhenti karena difusi faktor pembatas. Namun, efek ini dapat diminimalkan dengan agitasi etsa, sehingga didapatkan struktur yang hampir sempurna dengan permukaan bulat (Gambar 5.a) 9
  • 14. Gambar 5. (a) adalah etsa Isotropik dan (b) agitasi, dan etsa anisotropik basah (100) dan (110) silikon untuk gambar (c) dan (d). 4 Dry Etching/ Etsa Kering Proses pengetsaan kering ini bergantung dengan fase uap atau metode etsa berbasis plasma menggunakan gas atau uap sesuai reaktif pada suhu tinggi. Bentuk yang paling umum untuk MEMS adalah reactive ion etching (RIE) yang memanfaatkan kekuatan energi tambahan dalam bentuk frekuensi radio (RF) untuk mendorong reaksi kimia. Ion energik yang dipercepat melintasi bahan yang akan dietsa dimana dalam fase plasma dilakukan penyediaan energi tambahan yang diperlukan untuk proses reaksi, akibatnya etsa dapat terjadi pada temperatur yang lebih rendah (150º - 250 º C atau pada suhu kamar) dibandingkan biasanya diperlukan suhu di atas 1000º C. RIE tidak dibatasi oleh bidang kristal dalam silikon, dan sebagai hasilnya, akan berbentuk parit dan lubang, atau bentuk yang tidak tetap dengan dinding vertikal yang terukir. Deep Reactive Ion Etching (DRIE) adalah metode etsa yang membutuhkan aspek rasio lebih tinggi yang melibatkan proses bolak high-density plasma etching (seperti dalam RIE) dan polimer deposisi pelindung untuk mencapai rasio aspek yang lebih besar seperti yang terlihat pada gambar 5. Gambar 5. Deep Reactive Ion Etching (DRIE) 10
  • 15. 2.3.4 Surface Micromachining Surface Micromachining merupakan proses pengolahan di atas substrat, yang digunakan sebagai lapisan dasar untuk membangun lapisan-lapisan lainnya. Proses ini dimulai pada tahun 1980-an dan merupakan teknologi produksi MEMS terbaru. Material ditambahkan ke substrat dalam bentuk lapisan film tipis pada permukaan substrat (wafer silikon). Lapisan ini merupakan salah satu lapisan struktural atau bertindak sebagai spacer (pengatur jarak), kemudian dihapus, kemudian lapisan ini disebut lapisan korban. Oleh karena itu proses biasanya melibatkan film dari dua bahan yang berbeda, yaitu bahan struktural dimana struktur berdiri bebas dibuat (silikon polikristalin atau polysilicon, silikon nitrida, dan aluminium) dan bahan kurban, yang disimpan di daerah terbuka atau berada bebas di atas struktur mekanik. Lapisan film tipis kemudian akan disimpan dan dilakukan proses etsa kering secara berurutan dengan bahan karbon yang akan dilakuakn proses etsa basah untuk menghilangkan struktur akhirnya. Setiap lapisan tambahan akan sisertai dengan peningkatan kompleksitas dan proses fabrikasi yang semakin sulit. Permukaan yang telah melalui proses micromachining dapat dilihat pada gambar 6. Gambar 6 Permukaan micromachining dari balok kantilever 2.3.5 Fusion Bonding Agar didapatkan struktru MEMS yang lebih kompleks dan lebih besar, wafer silikon yang telah melalui proses micromachining dapat ditambahkan dengan bahan lain dengan proses yang dikenal sebagai fusion bonding (ikatan fusi). Teknik ini memungkinkan untuk menciptakan struktur terintegrasi yang berlapis-lapis dan bergantung pada penciptaan atom antara setiap lapisan, baik secara langsung 11
  • 16. (dengan pemanasan dan tekanan utuk ikatan kaca wafer) atau melalui film tipis silikon dioksida. Seperti yang kita lihat pada gambar 7, dimana komposit yang dihasilkan memiliki tegangan sisa yang sangat rendah akibat dari koefisisen pencocokan ekspansi termal dari seiap lapisan. Gambar 7 Pembentukan rongga tertutup menggunakan ikatan fusi 2.3.6 High-Aspect-Ratio Micromachining High-Aspect-Ratio Micromachining (HARM) adalah proses yang melibatkan micromachining sebagai langkah awal yang diikuti dengan pencetakan injeksi atau embossing dan, jika diperlukan, dengan electroforming untuk meniru mikro di logam dari bagian yang ingin dibentuk. Ini adalah salah satu teknologi yang paling menarik untuk mereplikasi mikro pada rasio kinerja tinggi dan termasuk teknik yang dikenal sebagai LIGA. LIGA LIGA merupakan proses penting dan metode replikasi untuk aspek-rasio tinggi struktur mikro. Teknik ini menggunakan X-ray radiasi synchrotron untuk mengekspos akrilik tebal menolak dari PMMA bawah masker litograf (lihat gambar 8 di bawah). Daerah yang terkena X-ray secara kimiawi akan terlarut dan area dimana bahan akan dihapus, logam elektro yang terbentuk, sehingga mendefinisikan bahwa proses molding telah berhasil. LIGA mampu menciptakan mikro yang sangat halus hingga 1000 µm. 12
  • 17. Gambar 8 Proses LIGA 2.4 Aplikasi MEMS Dewasa ini teknologi MEMS sudah banyak diaplikasikan dan sudah beredar di pasaran dengan penerapannya di berbagai bidang, sebagai berikut : Tabel 1. Aplikasi MEMS Automotive Electronics Medical Communication s Defence Internal navigation sensors Disk drive heads Blood pressure sensor Fibre-optic network components Munitions guidance Air conditioning compressor sensor Inkjet printer heads Muscle stimulators & drug delivery systems RF Relays, switches and filters Surveillance Brake force sensors & suspension control accelerometers Projection screen televisions Implanted pressure sensors Projection displays in portable communications devices and instrumentation Arming systems Fuel level and vapour pressure sensors Earthquake sensors Prosthetics Voltage controlled oscillators (VCOs) Embedded sensors Airbag sensors Avionics pressure sensors Miniature analytical instruments Splitters and couplers Data storage "Intelligent" tyres Mass data storage Pacemakers Tuneable lasers Aircraft control 13
  • 18. systems Selain dari aplikasi-aplikasi di atas, teknologi MEMS terbaru juga banya dimanfaatkan, antara lain : 1) BioMEMS BioMEMS untuk aplikasi revolusioner yang mendukung isu-isu sosial utama termasuk sequencing DNA, penemuan obat, dan air dan pemantauan lingkungan. Teknologi ini berfokus pada sistem mikrofluida serta pengujian kimia dan pengolahannya telah memungkinkan perangkat dan aplikasi seperti 'lab-on-a-chip', sensor kimia, pengontrol aliran, micronozzles dan microvalves untuk diproduksi. Pengaplikasin BioMEMS dapat kita lihat pada gambar 9. Gambar 9. Aplikasi BioMEMS 2) MOEMS MOEMS merupakan teknologi MEMS yang muncul untuk mengtasi masalah skala jaringan, sehingga dapat menciptakan lalu lintas data yang besar dengan berlandaskan teknologi informasi. Aplikasi MOEMS dapat kita lihat pada gambar 10. Gambar 10. Apliksi MOEMS 3) RF MEMS 14
  • 19. RF MEMS adalah salah satu bagian yang paling cepat berkembang dalam teknologi MEMS komersial. MEMS RF dirancang khusus untuk elektronik dalam ponsel dan aplikasi komunikasi nirkabel lainnya seperti radar, sistem satelit global positioning (GPS) dan antena steerable. MEMS telah memiliki kinerja, keandalan dan fungsi perangkat ini akan meningkat saat produser menurunkan ukuran dan memberikan harga yang rendah. Gambar 11 Aplikasi RF MEMS. Gambar 11. Aplikasi RF MEMS 15
  • 20. BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan yang telah dipaparkan pada makalah ini, maka kita dapat mengetahui Micro-electromechanical systems (MEMS) adalah sebuah proses teknologi yang digunakan untuk membuat perangkat terintegrasi yang berukuran kecil atau sistem yang menggabungkan komponen mekanik dan listrik. Perangkat ini dibuat menggunakan sirkuit terpadu (IC) dengan beberapa teknik pemrosesan dan perangkat ini juga memiliki beberapa ukuran dari mikrometer sampai milimeter. Perangkat ini memiliki kemampuan untuk merasakan, mengontrol, dan berjalan pada skala mikro, serta menghasilkan efek pada skala makro. Pembuatan MEMS dilalui dengan melakukan beberapa proses seperti Photolithography, Micromachining, Bulk Micromachining (Dry Etching dan Wet Etching), Surface Micromachining ,High-Aspect-Ratio Micromachining (HARM), dan LIGA. Teknologi MEMS juga banyak diaplikasikan di bidang kedokteran, sosial, bahkan sampai militer. 16
  • 21. DAFTAR PUSTAKA 1. Microsensors, Muller, R.S., Howe, R.T., Senturia, S.D., Smith, R.L., and White, R.M. [Eds.], IEEE Press, New York, NY, 1991. 2. Micromechanics and MEMS: Classic and Seminal Paper to 1990, Trimmer, W.S., IEEE Press, New York, NY, 1997. 17