一般而言，微机电元件制造技术大致可区分为三类，即：

《图一 以hybrid方式整合之微机电系统装置.》

前述制程方式在微机电元件的发展上均扮演着举足轻重的角色，绝佳的制造弹性和产品性能更是让研究人员对其未来发展深具信心，然目前科技发展趋势着重整合度和微小化，因而考虑到前述几种制程均较难以将微机电元件与积体电路同时整合在同一晶片上；其须采用打线（wire bonding）或覆晶（flip chip）、MCM（multi-chip module）等方式将两者封装在一起，虽说目前许多已商品化之微机电元件采用此方法，但有许多低杂讯、高性能元件由于需要：(1)降低杂讯：如Analog Devices之加速度计及MEMSCAP之微波被动元件；(2)降低外连线接点数：如德州仪器（Texas Instrument）之DMD、室温红外线摄像仪及600 dpi以上之喷墨头等，则均必须将微机电元件与积体电路尽可能地整合在同一晶片。也就是说，所谓CMOS-MEMS（CMOS-Compatible MEMS）实为将标准CMOS积体电路与微机电系统两者充分整合的发展技术。此种方式一般通称为monolithic integration之方式，如(图二)为瑞士苏黎世大学物理电子实验室（PEL）单晶片红外线感测器雏形之照片。

《图二 以monolithic方式整合之微机电系统装置（PEL IR sensor）》

CMOS-MEMS之制程相容性探讨

借助现有之IC代工厂（foundry）如台湾积体电路公司（TSMC）、联华电子公司（UMC）或是委托国外MOSIS服务所提供的标准化制程来完成微元件之设计与制作，虽可收雏形验证快速及较高系统整合度之效，然而过于标准化的设计规则和制程限制却时常使得研发人员在微元件的设计、构思阶段便遭致许多额外的问题。一般来说，利用CMOS-MEMS技术来制作微机电装置时，往往极度受限于以下三点：

1.标准化的制程程序和固定的薄膜材质

积体电路标准化制程主要乃针对微电子电路所需之元件特性，经不断测试改良而制定，是故无论在材质的选用或是制程参数的设定上，均是以调校出最佳的电子特性为主要依归，因而当我们欲以此平台（platform）设计一具备三维视野的微机电元件之时，除需知道半导体材料理论上的电子-机械关连特性之外，亦需事先充分了解各晶圆厂、各制程间之制程程序、选用材料各层厚度及所选用的薄膜沉积材质之特性和目的等。

2.标准化的设计规范（design rule）和电路元件模型

如前述，由于积体电路代工厂所提供的制造程序主要是针对平面的电路元件设计之用，因而为求微机电装置具备与前端电子电路整合设计或是后段后制程（post process）相容的特点，往往需在两者的设计上做些妥协或是牺牲。如电路绕线、导线连结及驱动电极（pad）的材料选用、介面电路设计或是经后制程干蚀刻（dry etching）或湿蚀刻（wet etching）时电路的保护措施等等。所以在某些微结构的设计上难免违反晶圆厂所订定之设计规范，虽说有些微结构具备较高的误差容忍度（相对于半导体电子电路而言），然如此一来则相对较难以保证结构设计结果之可靠度或是复现性。

3.结构和力学上的考量

微机电系统顾名思义，为一整合机械结构和电路驱动、感测的微小装置，而当我们采用受限的制造程序和制程材料来制作时则必然遭受莫大的设计限制和阻碍，基本上以标准积体电路制程技术制作电路元件方面多半毫无问题，然而一旦将动辄挖空、悬浮的三维机械结构同时制作于一半导体晶片上，且需要准确的致动或是高敏感度、高线性度的精确感测之时，则以往在积体电路制程中未曾遭逢或是并未重视的物理现象便逐一浮现，此重要问题可说是未来微机电代工制造厂（MEMS foundry）的首要课题，例如(图三)(a)、(b)为铝－矽－铜合金金属与二氧化矽复合梁结构和梳状微结构，经后制程加工后所呈现之弯曲变形情况。故一优秀的微机电研究人员或设计工程师精妙之处，则首重如何在如此这般诸多限制（耦合）的环境之中圈选较佳的配置组合，并善用制程标准化之后在经济成本、机－电系统（装置）充分整合以及优良的产品均一性之优势。而事实上在实际的设​​计、制作实务当中我们却也同时发觉善用微机电加工之知识和技术不仅可制作轻薄短小的微机电装置，整合设计的结果更可以改善现今矽基半导体于高频电路设计上之限制，可说得其互补互惠之功效。

《图三 微结构经湿蚀刻后制程之后变形翘曲》

可共存共荣的半导体产业与微机电

台湾的IC代工服务领先全球，倘若我们能够掌握微机电元件相关之电子、物理或机构等设计技巧，以类似现今专业IC设计公司（design house）之模式，致力于微机电系统领域之研究，则不但可扩展产品开发视野，更有助于推行一包含微机电IP区块（MEMS block）之全方位系统单晶片的发展。

目前国外以整合微电子电路和微机电元件来制作所谓CMOS-MEMS装置的团队其实不多，一般来说以Henry Baltes教授（PEL, ETH Zurich）所领导的物理电子实验室（装置应用方面）和累积优越矽深蚀刻（Silicon deep etching）技术能量的美国卡内基大学（Carnegie Mellon University）微机电实验室（制程、模拟和参数萃取方面）较具代表性，研究也最为完整。而值得注意的是，目前所提及的CMOS-MEMS装置至今仍多半着重在单一元件或是分立次系统（discrete component or subsystem）的研发，故将来在建构完整的微系统装置时则需特别留意元件或装置的封装及可靠度等问题。而其最佳的解决方式乃是在微机电元件设计之初便能充分考虑系统或元件的可测试性和封装。当然，这与研究团队所累积的设计、制程能力有着极端密切的关系。

结语

事实上，与积体​​电路相容之微机电技术的研发历经1980年中期至今，无论在研究水准和应用层面来看可谓既深且广，虽说实际商品化的产品并不多，但其在装置元件的设计和相容性制程研发上，则已陆续获得广泛的验证和认同，我们若回顾积体电路制程的发展历程可知，积体电路超过半世纪以来，在经过无数工程师和学者们辛勤研究开发之下，于今日大方光芒，而反观微机电系统的研发，在时程上则相对稚嫩许多；基于今日成熟发展的半导体基业，我们可以合理地推测未来微机电系统的研究发展必随着新世代半导体技术的不断提升而推陈出新、共存共荣。在此仅综合本段落叙述，并列举全球几个提供CMOS-MEMS服务的知名专业代工组织，如(表一)以提供读者参考（目前此类专业代工服务公司在北美约有27家、欧洲约有14家，而亚洲如台湾、日本等约有七家）。