Главное


Синтез топологии микромеханического акселерометра

С появлением МикроЭлектроМеханическихСистем (МЭМС), инерциальные датчики получили существенное развитие. Такие преимущества как дешевизна, низкое энергопотребление, малые размеры, и возможность изготовления методом групповой технологии позволили инерциальным МЭМС сенсорам получить широкий диапазон применений в автомобильном, компьютерном, и навигационном рынках.

Важным направлением является разработка инерциальных МЭМС датчиков, например МЭМС акселерометров, которые имеют самую высокую степень интеграции, с чувствительным элементом и электронным интерфейсом на общей подложке.

В отличие от традиционной технологии микроакселерометры протравливаются с использованием специализированных методик, комбинирующих механическую микрообработку поверхности поликристаллического кремния и технологии электронных схем.

Соединение между микроструктурами и электронными компонентами осуществляется слоем поликристаллического кремния или диффузией примесей с большим сопротивлением и паразитной емкостью к подложке. Дополнительные технологические операции микротехнологий обычно касаются достижения компромисса между необходимой чувствительностью и процентом выхода годных чипов, и несовместимы со стандартной технологией изготовления интегральных схем (ИС).

Последовательность технологических операций, показана на рисунке 1.1. После завершения процесса литографии КМОП, следуют два этапа из сухих травлений, с образованием металлических слоёв стойких к травлению. Эти шаги нужны, для создания микроструктуры.

Технология КМОП - МЭМС имеет много преимуществ.

Совместимость с обычной технологией КМОП ИС позволяет наладить быстрое, воспроизводимое, надежное, и экономичное производство MEMS приборов, интегрированных с обычной КМОП. Микроструктуры могут быть интегрированы очень близко, расстояние может составлять всего 12 мкм от сформированных на одном кристалле схем электронной аппаратуры. Поскольку металлическая маска необходима для процесса литографии по технологии КМОП ИС, минимальный размер элемента микроструктуры 1.5мкм, что совпадает с технологией КМОП ИС. Структурные пленки выпущены с зазором приблизительно 20мкм выше подложки, обеспечивая намного меньшую паразитную емкость к подложке. Алюминиевые контакты позволяют устранить тепловой шум, вызванный сопротивлением проводов. Большое количество проводников может быть встроено в структурные слои, что позволяет создавать новые устройства с гибким дизайном, такие как полностью дифференциальные емкостные датчики, самовозбуждающиеся пружины и гироскопы в карданном подвесе. Такие устройства не могут быть созданы при гомогенно проводящих структурные слоях, которые применяются в традиционных технологиях поликристаллического кремния.

Рисунок 1.2 Поликристаллический кремний на подложке

микромеханический акселерометр интерфейс

Другие статьи по теме

Использование микроконтроллеров при проектировании цифрового вольтметра
Основной задачей при проектировании измерительных приборов было и остается достижение определенных метрологических характеристик. На разных этапах развития вычислительной техники эта зад ...

Цифровые измерительные приборы
Одно из преимуществ цифровых схем по сравнению с аналоговыми заключается в том, что у первых сигналы могут быть переданы без искажений. Например, непрерывный звуковой сигнал, передающийс ...

Выбор и расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля
В современном информационном мире каждые пять лет объём передаваемой информации увеличивается вдвое, соответственно, встаёт задача передачи большого количества информации с максимальной ...

www.techspirit.ru © 2019