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J-GLOBAL ID：201702237609724081   整理番号：17A1415021

CMOS-MEMS共振圧力センサ:比較分析による最適化と検証

CMOS-MEMS resonant pressure sensors: optimization and validation through comparative analysis

著者 (6件)： BANERJI Saoni (Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, ESP) ,  MICHALIK Piotr (Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, ESP) ,  FERNANDEZ Daniel (CENT-Parc Tecnologic del Valles, Cerdanyola Del Valles, ESP) ,  MADRENAS Jordi (Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, ESP) ,  MOLA Albert (InContext AB, Stockholm, SWE) ,  MONTANYA Josep (CENT-Parc Tecnologic del Valles, Cerdanyola Del Valles, ESP)
資料名： Microsystem Technologies  (Microsystem Technologies)
巻： 23  号： 9  ページ： 3909-3925  発行年： 2017年09月 
JST資料番号： W2056A  ISSN： 0946-7076  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 行及び列に沿う6×6の穿孔を有する140×140×8μmの最適化した方形平板共振器を。初期エアギャップ高さを2.5umとして250nm CMOS技術で製作した。その感度は,大気圧で-0.09であり,すべり流れ領域の40kPaの低圧力で-0.3に,更に遷移流領域で-25まで増加した。品質係数の変化を,100Paから大気圧の範囲で研究した。Knudsen数は圧力および流れの特性長に反比例し,異なる圧力領域での共振器の特性評価に用いた。その装置の特性長を低減して,大気圧での感度を高め,それをすべり流れ領域に拡大した。大気圧では,スクイズフィルム減衰が,MATLABの解析モデルにおける支配的なメカニズムとなっていた。その解析モデルは272Paの圧力以下では機能せず,それは低圧の分子流領域でのデバイスの構造的な減衰効果を計算しないためであった。この制限は,COMSOL Multiphysicsの有限要素法による構造のモデル化によって克服した。製作したテストチップの周波数応答を,Cadenceの動作モデルと整合させ,変化する圧力条件に対する品質係数を模倣した。共振器の実験的Qは,動作圧力範囲,すなわち,遷移流およびすべり流れ領域におけるべき乗則に従った。実験測定,有限要素法,解析モデルで得たQを比較検討し,収束性を分析し,報告したモデルの妥当性と信頼性を確認した。有限要素モデリングと実験結果からの減衰係数が,分子流領域におけるMATLABの解析モデリングよりも高い収束度があることがこの設計方式を検証し,以前の研究より改善を認証した。

シソーラス用語： *圧力センサ ,  *共振 ,  *MEMS ,  CMOS ,  *分析 ,  *最適化 ,  検証 ,  Knudsen数
準シソーラス用語： *比較分析

分類 (2件)： 力,仕事量,圧力,摩擦の計測法・機器  (AD05050V) ,  半導体集積回路  (NC03162T)

タイトルに関連する用語 (5件)： 共振 ,  圧力センサ ,  比較分析 ,  最適化 ,  検証