Ziel der Entwicklung
Ziel des Vorhabens war es, durch die Entwicklung angepasster gegen verschiedene Umweltbedingungen inerter Passivierungsschichten die schon vorhandenen Technologie- und Designmodule für die Entwicklung und Herstellung von piezoresistiven Drucksensoren einerseits und Imedanzsensoren andererseits weiter zu entwickeln. Die Entwicklungsschwerpunkte lagen auf der Widerstandsfähigkeit der Sekundär-Passivierung gegen durch die jeweilige Applikation vorgegebene Umweltbelastung bei gleichzeitiger maximaler Schichtqualität und minimaler Beeinflussung der Sensor-Funktion durch die zusätzlichen Schichten, um weiterhin maximale Empfindlichkeit bei maximaler Reproduzierbarkeit und Robustheit gewährleisten zu können.
Vorteile und Lösungen
Hauptvorteile des gewählten Ansatzes von rückwirkungsarmen Sekundär-Passivierungen sind der verbesserte Schutz vor negativen Umwelteinflüssen bei minimaler Beeinflussung der Sensor-Kennwerte sowie die Entkopplung kritischer Aufbau- und Verbindungstechnik-Schnittstellen vom Transducer. Im Ergebnis der Projektarbeiten wurde durch umfangreiche Versuchsprogramme und Simulationen ein Parametersatz für den Einsatz von Passivierungsschichten mit gezielt einstellbarer Vorverspannung gefunden. Durch umfangreiche Simulationen konnte ein parametrisiertes Modell des thermisch-transienten Verhaltens von piezoresistiven Druckmessbrücken entworfen werden. Es wurden Messtechnik-Tools entwickelt und erprobt, mit denen MEMS-Strukturen mit unterschiedlichen Schichten sensitiv charakterisiert, sowie Widerstandsmessbrücken zur Verhaltensbeschreibung und Fehlererkennung thermisch-transient und unter wechselnden klimatischen Bedingungen charakterisiert werden können.
Zielgruppe und Zielmarkt
Vor allem Drucksensoren mit inerten Passivierungen besitzen bei konsequenter Weiterentwicklung beträchtliches Potenzial für kundenspezifische Anpassungsentwicklungen und nachfolgende Fertigung. Die weiterentwickelten Design- und Technologiemodule entfalten interne Wirkungen durch verbesserte Modelle, stabilere Parameter, besser reproduzierbare Fertigung und nicht zuletzt bessere Charakterisierung. Weiter fließen die Ergebnisse auch in neue Projekte ein.