MEMSとは
半導体の技術で作る、動く部分を持つ超小型の部品

MEMSとは

MEMS（Micro Electro Mechanical Systems、微小電子機械システム）は、半導体の製造技術を使って作る、立体的な構造と動く部分（可動部）を持つ、超小型の部品です。

一般の半導体素子は、平らな回路で、動く部分を持ちません。MEMS は、シリコンなどを加工して、ごく小さな梁（はり）や膜を作り、そこに電子回路も組み合わせます。半導体と同じ技術で作るので、小さく、大量に、安く作りやすいのが強みです。センサやスマートフォンの部品として広く使われています。

作り方：バルクと表面

MEMS の構造体を作る方法は、大きく2つあります。

• バルクマイクロマシニング: シリコン基板そのものを削って、構造を作ります。
• 表面マイクロマシニング: 基板の上に薄い層を重ね、エッチング（不要な部分を取り除く技法）で一部を除いて、浮いた構造体を作ります。

「基板そのものを加工するのがバルク」「エッチングで基板の表面側の構造を作るのが表面」と、名前と作り方を結び付けます。

使われ方

MEMS は、センサにも、アクチュエータにも使われます。

• 自動車: エアバッグには衝撃センサ、アイドリングストップや姿勢制御には加速度センサ、エンジン制御には圧力センサが使われます。
• スマートフォン: MEMS マイクや環境センサのほか、高周波回路の切り替えに使う RF MEMS も載っています。
• 精密な位置決め: インクジェットプリンタのインクを噴き出す部分や、ハードディスクのヘッドを動かす部分（マイクロアクチュエータ）にも使われます。
• エナジーハーベスタ: 微小なエネルギーを集めて電気にする装置にも使われます。

ロボットの分野でも、MEMS によってセンサが小型で安価になり、大量の環境情報を取得しやすくなったことが、新しいロボットが登場した背景の1つに挙げられています。

試験での問われ方

IoTシステム技術検定 基礎では、第3章「IoTデバイスを理解する」で出ます。もちこ道場の第3章の問題では、MEMS を含む問題が10問あり、次のような問われ方をしています。

• 穴埋め: 「半導体製造技術で作る、立体的で可動部を持つ微小電子機械システム」の空欄に MEMS を選ぶ。1チップに集積した SoC を答える問題では、MEMS が外れの選択肢に並びます。
• 2つの空欄の組み合わせ: 基板そのものを加工するのは「バルク」、エッチングで作るのは「表面」と、作り方を問う。エアバッグの「衝撃センサ」・姿勢制御の「加速度センサ」の組み合わせも出ます。
• 誤った記述を選ぶ: 「可動部を持たない」「電子回路を一切排除した純粋な機械部品」「手作業で1つずつ組み立てるので大量生産に向かない」のような、特徴をひっくり返した記述を見抜く。

似た用語との違い

覚え方

• MEMS は「半導体の技術で作る小さな機械」。動く部分があるのが、ふつうの半導体との違いです。
• 作り方は「バルク＝基板を削る、表面＝層を重ねて一部をエッチング」。
• 「SoC は頭脳を1チップに」「MEMS は小さな動く部品を」。選択肢でこの2つが並んだら、書かれている中身で選び分けます。

第3章のほかの用語は「第3章 IoTデバイスを理解するの要点」にまとめています。