Siliziumbasierte piezoresistive Sensoren, die mittels MEMS-Technologien hergestellt werden, sind hervorragend geeignet, physikalische Größen wie Volumen- und Formänderung, Lage, Neigung, Druck, Kraft, Torsion, Durchfluss oder auch Beschleunigung zu messen. Sie können mittels spezieller Waferfertigung hochspezialisiert und trotzdem variabel von kleinsten, mittleren bis zu hohen Stückzahlen kostengünstig gefertigt werden und lassen sich extrem weiter miniaturisieren.
Vor allem werden für hybrid aufgebaute Siliziumdehnungssensoren immer neue Anwendungen gefunden. Viele sind aus sehr unterschiedlichen Materialien aufgebaut, die verschiedene Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies führt zu einer starken Abhängigkeit der mechanischen Dehnung von der Temperatur. Ein hochsymmetrischer Aufbau des Gesamtsystems eines Sensorelementes bedingt, dass diese mechanischen Dehnungen nicht zu einer starken Signaländerung des Rohsignals führen. In vielen Konfigurationen muss von diesem Aufbau abgewichen werden, wenn Siliziumdehnungssensoren mit einer sehr geringen Querdehnungsempfindlichkeit benötigt werden. Der Preis dafür ist eine hohe Temperaturempfindlichkeit des Nullpunktes des Rohsignals aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialen für den Systemaufbau. Zudem entsteht ein hoher Kalibieraufwand.
Das neu gestartete Forschungsprojekt NO-TICE am CiS Forschungsinstitut beinhaltet die Untersuchung zur Kompensation des Temperatureinflusses, insbesondere auf dem Nullpunkt des Rohsignals bei solchen Sensoren, um genau diesen Kalibieraufwand zu minimieren und damit Ressourcen (Kosten, Zeit, Material) zu schonen.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Minimierung der Temperaturabhängigkeit des Messsignals auf Grund einer Nullpunktverschiebung“ (NO-TICE) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF240009
