THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CẢM BIẾN GIA TỐC ÁP ĐIỆN TRỞ BA BẬC TỰ DO

Abstract

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế và chế tạo cảm biến gia tốc ba bậc tự do kích thước thu nhỏ trên cơ sở công nghệ vi cơ khối. Cảm biến được thiết kế có kích thước ngoài là 1x1x0,45 mm³. Phần tử nhạy cơ của cảm biến gồm khối gia trọng được treo trên bốn thanh dầm đối xứng có kích thước 340x60x10 μm³ và được giữ cố định trên khung cứng bên ngoài sử dụng vật liệu silic. Các áp điện trở silic dạng bản mỏng có kích thước 3x30 μm² được tạo trên các thanh dầm. Qui trình chế tạo cảm biến gia tốc được thực hiện trên cơ sở áp dụng công nghệ vi điện tử để tạo các áp điện trở loại p cũng như dây điện cực, và công nghệ vi chế tạo sử dụng kỹ thuật ăn mòn khô ion hoạt hoá sâu (DRIE) để tạo cấu trúc cơ của cảm biến. Trong nghiên cứu của chúng tôi, quá trình ăn  mòn vật liệu Si được thực hiện theo phương pháp Bosch sử dụng hỗn hợp khí SF₆ và C₄F₈. Cảm biến được chế tạo có thể xác định đồng thời ba thành phần gia tốc Ax, Ay và Az trong dải tần số hoạt động 100 Hz. Độ nhạy theo các phương X (Y) và Z đạt giá trị tương ứng là 30,5 mV/g và 22,9 mV/g.