Nanusens löst MEMS-Problem
Beschleunigungs-Sensoren ohne Haftreibung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Weniger Haftung durch kleinere Strukturen
Das spanische Unternehmen Nanusens hat nun einen neuen Weg gefunden, um die Haftreibung zu verringern: Die neuen Sensoren sind deutlich kleiner als bisherige. Statt Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) mit Größen zwischen 1 und 2 µm werden nun Nanoelektromechanische Systeme (NEMS) verwendet, bei denen die Strukturgrößen bei 0,3 µm liegen. Die Oberfläche der Prüfmasse wird dabei in zwei Dimensionen reduziert, sinkt also um ca. zwei Größenordnungen gegenüber konventionellen MEMS-Sensoren.
Dabei verringert sich natürlich auch die Prüfmasse, was eine kleinere Empfindlichkeit bedeuten würde. Dieser Effekt wird jedoch ausgeglichen, da sich auch der Abstand zwischen der Masse und der festen Elektrode verringert. Die kleineren Abmessungen bedeuten auch, dass die Prüfmasse im Fall eines Schocks mit weniger Energie auf die Begrenzung trifft. Ein Auftreffen mit weniger Energie führt auch seltener zum Festkleben.
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Erste erfolgreiche Demonstration
Zusammen mit Globalfoundries konnte Nanusens nun demonstrieren, dass das vorgeschlagene Prinzip wirklich funktioniert. Die ersten Prototypen bewältigten über 10.000 Schocks mit jeweils mehr als 1000 g, ohne »festzukleben«. Die Empfindlichkeit der Sensoren ist dabei aber nach Angaben von Nanusens immer noch eine Größenordnung über dem, was in den meisten Anwendungen benötigt wird.
Die neuen Nanosensoren werden mit Standard-CMOS-Prozessen und Maskentechniken hergestellt. Dadurch können sie auch direkt mit zusätzlichen Schaltkreisen auf dem gleichen Substrat ausgestattet werden. So sind ähnlich hohe Stückzahle möglich, wie bei konventionellen CMOS-Sensoren.
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