| Mechanische Halbleitersensoren Die Auswirkungen mechanischer Spannungen auf einen Halbleiter, insbesondere der piezoresistive und der Piezo-Junction-Effekt, werden hier untersucht. Die Modellierung und Simulation der Effekte sind zunächst die Kernaufgaben in diesem Arbeitsgebiet. Ziele sind sowohl die Nutzung der Effekte zur Erfassung mechanischer Spannungen, z.B. in optimierten Kraftsensoren, als auch deren Unterdrückung, etwa in monolithischen Hallsensoren.
Sensoren für mechanische Spannungen finden sich in vielen Gebieten der Mikrosystemtechnik und der Mikromechanik. Monolithisch integrierte Kraft- und Torsionssensoren können die konventionellen Dehnungsmeßstreifen (DMS) ablösen. Auf diesen Chips befinden sich die Piezoelemente zusammen mit der Auswerteelektronik sowie u.U. Sensoren zur Erfassung von Störsignalen und weiteren physikalischen Größen (Smart Sensor). In der Mikromechanik gewinnen Sensoren zur Messung mechanischer Spannungen zunehmend an Bedeutung, da sich im Prinzip viele Veränderungen physikalischer Größen in mechanische Spannungen oder Bewegung wandeln lassen. Dazu
gehören magnetische, elektrische, thermische und auch chemische Größen. In allen Einsatzgebieten entscheiden Kenngrößen wie Empfindlichkeit, Offset, Rauschen und Temperaturabhängigkeit über die Einsatzmöglichkeiten
eines bestimmten Wandlerprinzips. In monolithisch integrierten Sensorelementen für nichtmechanische Größen können die erwähnten Effekte zu unerwünschten Störungen führen. In Hallelementen z.B. führen mechanische Spannungen wegen des piezoresistiven Effekts zu Offsetspannungen, welche minimiert werden müssen.
| Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Reinhard Lerch
Beteiligte:
Dr.-Ing. Alexander Sutor
Stichwörter:
mechanische Spannungen; Halbleiter; piezoresistiver Effekt; Piezojunction-Effekt; Kraftsensor; Drehmomentsensor; Smart Sensor
Beginn: 1.9.1999
Mitwirkende Institutionen:
Fraunhofer IIS-A (MST-Gruppe)
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