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HL: Halbleiterphysik

HL 32: Hauptvortrag

HL 32.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 15:00–16:00, H1

Physik der Halbleitersensoren — •Hans-Peter Trah und Jochen Franz — Sensortechnologiezentrum, K8/STZ3 Robert Bosch GmbH, Tübingerstr. 123, D-72762 Reutlingen

Zunächst werden die technologischen Grundlagen der Bulk- und der Oberflächenmikromechanik vorgestellt. Anschließend wird eine physikalisch-chemische Klassifizierung der Meßgrößen vorgenommen (intensiv, extensiv) und die daraus resultierenden Konsequenzen für die Miniaturisierbarkeit der jeweiligen Sensoren hergeleitet. Den Abschluß des theoretischen" Teils bildet eine Analyse des Signalpfads der verschiedenen Sensoren. Danach werden verschiedene Beispiele für beide o.g. Technologien vorgestellt: Monolithisch integrierte piezoresistive Drucksensoren, kalorimetrische Massenflußsensoren, kapazitive Beschleunigungssensoren sowie elektromagnetisch angetriebene und kapazitiv ausgewertete Drehratensensoren. Den Schwerpunkt bilden dabei die physikalische Modellbildung und die Simulation der Sensoreigenschaften. Es wird insbesondere darauf eingegangen, inwieweit ein bestimmtes Design geeignet ist, innerhalb vorgegebener Fertigungstoleranzen bei Berücksichtigung aller physikalischen Wechselwirkungen die Spezifikationsanforderungen (Genauigkeit, Kosten) zu erfüllen. In diesem Zusammenhang wird eine vermutlich neue und erstmalig vorgestellte Methode zur Beurteilung der ”Grundeignung” eines Designs (”Einflußstärkenmatrix”) entwickelt. Zum Abschluß des Vortrags wird kurz auf mögliche Entwicklungen und offene Fragen der Mikrosystemtechnik eingegangen. Hier zeigt sich der interdisziplinäre Charakter dieses Arbeitsgebiets, das dem Physiker viele interessante Aufgaben bereithält.