Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS)

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS)"

Süleiman Tüzün
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Mikro-Elektro Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS) Y.Doç.Dr. Tayfun AKIN

2 Micro-Electro Electro-Mechanical Systems (MEMS) + = Micromachining Microelectronics MEMS

4 MEMS in Avantajlarõ! Gelişmiş yarõiletken teknolojisi! Seri üretim (batch fabrication)! Ucuz! Küçük, hafif! Elektronik devre ile beraber

5 Yeni Terminilojiler!MEMS (ABD)! MicroSystems Technology (MST) (Avrupa)! Micromachines (Japonya)!Silicon Micromachining (Silisyum Mikroişleme)! Microsensors, microactuators! Solid-State Sensors

6 Gövde Mikroişleme (Bulk Micromachining) Circuits 1-20µm Deep Boron Diffusion Silicon Substrate µm (a) Dielectrics Active Devices Circuits 4-40µm epi layer Boron Buried Layer µm (b) Active Devices Circuits 2-40µm epi layer p-n Junction Electrochemical Etch-Stop (c) µm

Circuits 4-40µm epi layer Boron Buried Layer 250-500µm (b) Active

7 Yüzey Mikroişleme (Surface Micromachining) Support Anchor Microstructure Material Free-Standing Undercut Microstructure Silicon Substrate Sacrificial Layer Silicon Substrate

10 Honeywell Soğutmasõz Kõzõlötesi Dedektörü (320x240) Birim Eleman 50µm Kõzõlötesi Işõnõm Köprü Odak Düzlem Matrisi

11 Elektrokaplama (Electroplating) Polymer Mold Sacrificial Layer Substrate Substrate Thick Plated Microstructure

12 LIGA Teknolojisi

17 İvme Sensörü Uygulamasõ

18 Jiroskop Uygulamalarõ Conventional MEMS Inertial Measurement Unit Mass : grams 10 grams Size : 15 cm x 8 cm x 5 cm 2 cm x 2 cm x 2 cm Power : 35 W ~1 mw Survivability : 35 g s 100K g s Cost : $20,000 $500

5 grams 10 grams Size : 15 cm x 8 cm x 5 cm 2 cm x 2

19 MİKROİŞLENMİŞ JİROSKOP The University of Michigan ve General Motors

20 ÇİFT TİTREŞİM MODLU ÇEMBER YAPILI JİROSKOP Minimum ölçülebilir açõsal hõz: 9 /saat

21 Inertial Sistem Pazarõ $ Value (Millions) Military Commercial Year

22 Dünya MEMS Pazarõ Sales ($B) Projected Growth of Worldwide MEMS Market Optical Sw ithching 21% Mass Data Storage 6% Inertial Sensors 20% Other 9% Pressure Sensors 25% Fluid Regulation and Control 19% Market Segments in Year 2002 Yõlõ Beklentisi: $34 milyar ürün, $96 milyar sistem

23 MEMS Ürünü Olan Şirketler!Honeywell, Motorola,! Hewlett-Packard, Analog Devices! Siemens, Hitachi! Vaisala, Texas Instruments! Hughes, Lucas NovaSensors! EG&G-IC Sensors,Nippon Denso! Xerox, Delco, Rockwell

24 Kore Hollanda İsveç İsviçre Fransa İngiltere Almanya Japonya Amerika Üniversiteler/Federal Laboratuvarlar Şirketler Küçük Şirketler Organizasyon Sayõsõ

25 Dünya da MEMS Yatõrõmlarõ (1995 yõlõ değerleri, Milyon Dolar)! ABD Hükümet Yatõrõmõ = $35/yõl! ABD Endüstri Yatõrõmõ = $120/yõl! Japonya Hükümet Yatõrõmõ = $30/yõl! Japonya Endüstri Yatõrõmõ = $50/yõl! Avrupa Hükümet Yatõrõmlarõ = $40/yõl

26 ODTÜ de Mevcut Çalõşmalar! Ulusal projeler!henüz Desteklenen Proje Yok!Başvurular Var! Genel Kurmay, KKK, MSB ArGe, ASELSAN! Uluslararasõ projeler!nato SfS TU-MICROSYSTEMS (350,000 USD)!National Science Foundation (30,000 USD)

27 NATO SfS TU-MICROSYSTEMS Proje Yürütücüsü: Tayfun Akõn TÜBİTAK-BİLTEN BİLTEN ve ODTÜ! CMOS PtSi Kõzõlötesi Dedektör (T. Akõn)! IMEC, Belçika; ASELSAN! InSb Kõzõlötesi Dedektör (C. Beşikçi)! Northwestern University; ASELSAN! Silisyum basõnç sensörü (T. Akõn)! The University of Michigan; ELİMKO! Isõlküme tipi kõzõlötesi dedektör (T. Akõn)

28 Kapasitif Basõnç Sensörü! Endüstriyel Uygulamalar İçin silisyum metal cam! Biyomedikal Uygulamalar İçin

29 Üretim Aşamalarõ (1) Silisyum Kõsmõ P++ (a) Silisyum (c) P++ (b) (d)

30 Üretim Aşamalarõ (2) Cam Kõsmõ (a) Cam (b) (c) (d)

31 Üretim Aşamalarõ (3) ~1000 V ~ ºC

32 12 Sensörün Serimi

33 Sensör Boyutlarõ 8.6 mm 11.7 mm

34 Isılçift Isılküme (Thermocouple) (Thermopile) T 1 T 1 T 0 T V V 2 =4.V 1

35 Yeni Isılküme Yapısı p + -difüzyon/n-polisilisyum Oksit Avantajlarõ "n-polisilisyum ve p + -difüzyon katmanlarõnõn yüksek õsõl voltaj katsayõlarõ "İmalat kolaylõğõ "Düşük maliyet p + metal n-polisilisyum Aşõndõrõlmõş bölge p-taban Dezavantajlarõ #Aşõndõrmayõ p + -difüzyonda durdurma zorluğu

36 metal-1 n-polisilisyum p+ p+ n-kuyu p-taban p+ p+ (a) n-kuyu p-taban p+ p+ n-kuyu p-taban

37 Isılküme Tipi Kızılötesi Dedektör 320 µm 185 µm

38 ODTÜ de CMOS ile Soğutmasõz Kõzõlötesi Dedektör Çalõşmasõ n+ n+ n-kuyu p-taban

39 Sensör ve devre beraber

40 IMEC Soğutmasõz Kõzõlötesi Dedektör!poli Si 0.7 Ge 0.3 alaşõmõ!20µmx 20µm!640 x 480

41 ODTÜ de MEMS Grubu! Orhan Akar, Yüksek Lisans, Doktora öğrencisi! Selim Eminoğlu, Doktora öğrencisi! Deniz Sabuncuoğlu, Doktora öğrencisi!imec, Belçika, Soğutmasõz IR Dedektör! Haluk Külah, MS!The University of Michigan, İvme Sensörü! Zeynel Olgun, MS! Said Emre Alper, Yüksek Lisans, Jiroskop

42 MEMS! Küçük, Ucuz, Hassas, Fonksiyonel! Elektronik Devre İle Birlikte Many scientists and engineers believe that MEMS devices may have as profound an impact on everyday life as did the microchip

43 US Department of Defence in Hazõrladõğõ MEMS Raporu

Benzer belgeler

YENİ YARI-İLETKEN TEKNOLOJİLERİ

YENİ YARI-İLETKEN TEKNOLOJİLERİ Doç. Dr. Cengiz Beşikci Mikroelektronik Bilgisayar Enformasyon Teknolojisi Telekomünikasyon Mikroelektronik Teknolojisi Yeni Kavramlar Yeni Malzemeler Küçültme Karõşõk Teknolojiler