2014

Polovodičový snímač tlaku pre extrémne podmienky

Realizovali sme prototypy polovodičových MEMS piezoelektrických snímačov tlaku využiteľných v extrémnych podmienkach vysokých teplôt a chemicky agresívnych prostrediach. Snímacia časť MEMS senzora pozostáva z tenkej kruhovej polovodičovej membrány (AlGaN/GaN) s hrúbkou približne 2-4 µm, na povrchu ktorej sú integrované kruhové tranzistory s vysokou pohyblivosťou elektrónov (AlGaN/GaN HEMT). Snímacie hradlové elektródy sú optimálne polohované na membráne v miestach s najväčšou zmenou mechanického napätia pri externom namáhaní. MEMS tlakový snímač využíva nami navrhnutý (pôvodný) piezoelektrický princíp snímania indukovaného náboja akumulovaného na prstencovej hradlovej elektróde tranzistora v dôsledku pôsobiaceho externého mechanického namáhania AlGaN/GaN membrány. Predstavený MEMS tlakový snímač je chránený prihláškou vynálezu (pp 94-2013). Reprezentuje novú generáciu senzorov využiteľných práve pre vysoko atraktívne oblasti merania tlaku v nehostinných prostrediach vyvolané najmä hydrodynamicky, akusticky alebo zrýchlením (meranie tlaku v motoroch automobilov s priamym vstrekovaním, krídlach lietadiel…).

3D pohľad na MEMS tlakový snímač a schematický rez so znázornením snímacích elektród.

Dzuba, J., Vanko, G., Držík, M., Rýger, I., Kutiš, V., Zehetner, J., and Lalinský, T.: AlGaN/GaN diaphragm-based pressure sensor with direct high performance piezoelectric transduction mechanism. Applied Phys. Lett. 107 (2015) 122102.
Dzuba, J., Vanko, G., Držík, M., Rýger, I., Vallo, M., Kutiš, V., Haško, D., Choleva, P., and Lalinský, T.: Stress investigation of the AlGaN/GaN micromachined circular diaphragms of a pressure sensor. J. Micromech. Microengn. 25 (2015) 015001.
Vanko, G., Hudek, P., Dzuba, J., Choleva, P., Kutiš, V., Vallo, M., Rýger, I., and Lalinský, T.: Bulk micromachining of SiC substrate for MEMS sensor applications. Microelectron. Engn. 110 (2013) 260-264.
Vallo, M., Lalinský, T., Dobročka, E., Vanko, G., Vincze, A., and Rýger, I.: Impact of Ir gate interfacial oxide layers on performance of AlGaN/GaN HEMT. Applied Surface Sci 267 (2013) 159-163.
Lalinský, T., Hudek, P., Vanko, G., Dzuba, J., Kutiš, V., Srnánek, R., Choleva, P., Vallo, M., Držík, M., Matay, L., Kostič, I., : Micromachined membrane structures for pressure sensors based on AlGaN/GaN circular HEMT sensing device. Microelectron. Engn. 98 (2012) 578–581.