Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D (전자공학회논문지D)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Fabrication and Characteristics Comparison of Piezoresistive Four Beam Silicon Accelerometer Based on Beam Location

빔 위치변화에 따른 4빔 압저항형 실리콘 가속도 센서의 제조 및 특성비교

  • Shin, Hyun-Ok (Adbanced Technology R & D Center, Motorola Korea Limited) ;
  • Son, Seung-Hyun (School of Electronic & Electrical Engineering, Kyoungpook National University) ;
  • Choi, Sie-Young (School of Electronic & Electrical Engineering, Kyoungpook National University)
  • 신현옥 (모토로사 코리아(주) 技術硏究所 센서개발팀) ;
  • 손승현 (慶北大學敎 電子 ${\cdot}$ 電氣工學部) ;
  • 최시영 (慶北大學敎 電子 ${\cdot}$ 電氣工學部)
  • Published : 1999.07.01
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Abstract

In order to examine the effect of beam location n the performance of bridge type piozoresistive silicon accelerometer, three sensors having different location of beams were simulated by FEN(finite element method) and fabricated by RIE(reactive ion etching) and KOH etching method using SDB(silicon direct bonding) wafer, Results of the FEM simulation present that the 1st resonace frequency and Z axis sensitivity of each sensor are identical but the 2nd, and the 3rd resonace frequency and X, Y axis sensitivity are different. Even though the 1st resonance frequency and Z axis sensitivity measured from fabricated sensors do not perfectly coincide with each other, all 3 type sensors present 180 ~ 220N/G of Z sensitivity at 5 V supply voltage and 1.3 ~ 1.7kHz of the 1st resonance frequency and about 2% of lateral sensitivity.

4빔 브릿지형 압저항형 실리콘 가속도 센서에서 빔의 위치가 가속도 센서의 특성에 어떤 영향을 주는지 조사하기 위해서 빔의 위치가 서로 다른 3가지 형태의 가속도 센서를 FEM(finite element method)을 사용하여 해석하고, SDB(silicon direct bonding) 웨이퍼를 사용하여 RIE(reactive ion etching)와 KOH(potassium hydroxide) 애칭 공정으로 제조하였다. 세가지 형태의 가속도 센서에 대한 FEM 해석 경과, 첫 번째 공진 주파수와 Z축 감도는 세구조 모두 같게 나타났으나, 두 번째와 세 번째의 공진 주파수 및 X, Y축의 감도는 다른 것으로 나타났다. 제조된 가속도 센서의 특성을 살펴볼 때, 세 가지 형태의 센서는 비록 첫 번째 공진 주파수와 Z축 감도가 정확하게 일치하지는 않았지만, 첫 번째 공진 주파수는 1.3 ~ 1.7 KHz, Z축 감도는 5 V 인가시 180 ~ 220 lN/G, 타축감도는 1.7 ~ 2 %를 가지는 것으론 나타났다.

Keywords