微机电系统是微电子技术的延伸和拓展。就制造技术而言，在微电子平面加工技术的基础上，进一步发展出三维加工技术，从硅基为主的制造技术进一步发展为非硅基制造技术。

是基于MEMS传感器制造材料的特殊性质，如半导体硅材料的压阻效应、石英材料的压电效应、磁致伸缩材料的伸缩效应，利用集成电路（IC）微电子加工工艺技术和MEMS微机械加工制造工艺实现的。如硅压阻式压力传感器敏感芯片是利用硅材料的压阻效应，采用IC平面制造技术，通过氧化扩散、离子注入、蒸镀、刻蚀等IC半导体平面制造工艺技术，在硅材料最大压阻效应区内制作应变电阻并组成电桥。通过微机械加工技术采用硅湿法刻蚀工艺制备出厚度为微米级的可感受外部压力的压力敏感膜来感受外界压力。硅压阻效应的工作原理是当压力敏感膜感受外部压力作用发生形变时，压阻效应区的应变电阻发生变化，在电流的激励下，应变电阻组成的电桥输出改变，将感受的压力变化转变成可连续输出的电信号，完成压力信号与电信号的转换，实现压力测量。

材料通常采用半导体材料如单晶硅、多晶硅或陶瓷、石英等特殊的非金属材料制备。

制造工艺具有多样性和复杂性，既兼容又不同于IC集成电路平面制造工艺技术。在平面工艺流程阶段，多采用与IC集成电路加工制造工艺兼容或相同的加工制造技术，进行各种薄膜、复合膜的制备及阻容器件的制备。但由于MEMS传感器结构设计需要在器件上形成如梁、膜、岛、叉指等各种三维结构，同时在制造后期要进行如键合、封装等特殊工艺，因此制作不仅要包括常规IC平面工艺，同时要引入双面抛光技术、双面光刻技术，用于满足后期的结构封装或体微机械加工的工艺要求。

设计具有多学科、多技术的交叉性，MEMS传感器特别是其敏感元器件的设计、制作及工艺实施，集成了当代半导体材料发展的新成果，利用了IC集成电路工艺和最新的微机械加工制作技术。材料的选择、工艺实施和传感器的结构设计涉及机械、电子、物理、化学、材料、电子信息等多门类、多学科的相关技术和手段。应用技术学科包括材料及材料力学、精密机械及半导体微电子学、弹性力学、计算机技术、物理学、化学、生物化学、测试技术等。

MEMS传感器敏感芯片制备具有在一片大晶圆上制作成百上千元器件的特点。因此在制作过程中通过IC光刻技术可以实现将一种或多种敏感芯片排布或阵列集成在一个晶圆上，实现相同功能或多功能的器件、系统集成制作。但如何将形成的MEMS传感器敏感芯片封装集成，在结构上满足传感器检测使用需要，必须经过传感器的结构封装。MEMS传感器在封装结构上采用不同的集成封装技术，具有特殊的封装复杂性。

MEMS技术随着材料技术、制备工艺技术的不断发展，基于半导体材料或其他特种材料的MEMS传感器的尺寸也在不断缩小。从毫米级、微米级甚至纳米级，而且在工艺制备及工艺流程上使制造技术完全可利用相互之间的制造兼容性，利用IC集成电路制造技术进行多传感器的混合集成。

混合集成包括MEMS传感器单品、多品种的集成，传感器与处理电路、通信电路的混合集成。形成包括传感器与处理电路的集成、传感器与通信系统的集成、传感器与网络集成等新的综合性能传感器。

MEMS传感器由于易集成、小型化、高精度、稳定性好等特点，在军、民市场上得到了广泛应用。特别是当今MEMS传感器作为新一代获取信息的关键器件，对各种装备的微型化、智能化发展起着巨大的推动作用，在流程控制、石油、化工、电力、机械、航空、航天、轨道交通、生物医学及军工国防等领域得到了广泛的应用。

MEMS传感器的应用经历了三个阶段。

第一阶段是20世纪70年代末，快速发展的IT技术，如打印机、复印机等电子设备对小型化传感器的迫切需求；20世纪中后期，汽车、消费电子对小型化、可批产、稳定可靠的温湿度传感器，汽车发动机用加速度、角度传感器及安全车用传感器的大量需求。

第二阶段在21世纪初对汽车智能控制、消费电子产品的智能控制，所需要的小型化、集成度高的MEMS传感器以及工业过程控制用高端传感器、变送器的需求。催生了多轴MEMS惯性传感器（陀螺仪）、MEMS加速度计、MEMS温湿度传感器、MEMS麦克风等众多用于汽车电子产品和消费电子产品的传感器。

第三阶段自21世纪10年代中后期开始，业已融入人们日常生活的物联网、互联网+对MEMS传感器的极大需求。如网络社会要求的智能交通管理、智慧城市的信息采集与分析控制，人们对智能生活、智能家居、环境检测、生物医疗、可穿戴设备等的需求，实现人机交流的高集成、高精度、低成本的MEMS传感器。

下表列举了MEMS传感器在汽车、工业过程控制、生物医疗、航空航天、信息通信、能源等行业的应用范围和典型器件。

生物医学MEMS传感器