Silizium-Dehnmesstreifen besitzen aufgrund der Batchfertigung mittels etablierter Halbleiterprozesse und technologischer Flexibilität große wirtschaftliche Vorteile. Vor allem die vielseitigen Möglichkeiten, Sensoren an weit oder schwer zugänglichen Messstellen zu setzen sowie die hervorragende Performance in einem großen Temperaturbereich, eröffnen diesen Sensoren einen breiten Anwendungsbereich. Werden Genauigkeit, Linearität und Stabilität der piezoresistiven Sensorelemente weiter verbessert, können neue Einsatzbereiche und Betriebstemperaturbereiche erschlossen werden.
In dem abgeschlossenen Projekt wurden direkt auf dem Sensorchip integrierte Temperaturmesselemente entwickelt. Diese ermöglichen eine weitreichende und vor allem einfache Temperaturkompensation. Besonders die integrierten lateralen pnp-Transistoren eröffnen innovative Lösung für Temperaturkompensierte Vollbrücken, die aus jeweils zwei Sensorchips Si-DMS zusammengesetzt werden.
Dabei sollen die zusätzlich integrierten Komponenten möglichst keinen oder einen ausreichend kleinen Einfluss auf die stresssensitiven Komponenten haben. Hierzu waren Maßnahmen zur elektrischen Isolation der Sensoren auf dem Chip notwendig. Zudem wurden die Temperaturmesselemente so gestaltet, dass sie weitgehend unempfindlich gegenüber dem zu messenden, mechanischen Stress (Druck, Kraft, Torsion, Verbiegung) sind.
Im Zusammenhang mit den Projektarbeiten wurde eine Lösung für medienbündige Drucksensoren mit Temperaturmessung- oder Temperaturkompensation entwickelt und eine Patentanmeldung vorgenommen.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Stressunabhängige-on-chip Temperaturerfassung“ (SOT) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
FKZ: 49MF220093
