Mems’e Bağlı Olan Rezonant Magnetik Ölçen Sensorı

Abstract

Bu çalışmanın amacı, çift tarafdan kenetlenmiş rezonans manyetik sensorların mikro veya nano boyutlarda üretim teknoloji yöntemlerinin incelenmesidir. Bu tez kapsamında, monolitik üretim teknolojisi içinde CMOS devre yapısına uyumlu, çeşitli MEMS sistemlerinin tasarımları, üretimleri ve simülasyonları yapılmıştır. Üretilen Mikrosistemlerin mekanik ve elektriksel karakterizasyonları da tamamlanmıştır. Tasarlanan her bir tip mikrosistem Sonlu Elemanlar Metodu ile COMSOL ve COVENTORWARE yazılımları kullanılarak simulasyonları yapılmıştır. Bu tezde, her yapının birinci rezonans frekansları, maksimum akıma karşı dayanaklılığı, kalite faktörünün gerilim ile bağıntısı, ve özellikle mikrosistemin karakteristik parametrelerin çubuklar üzerinde olan deliklerin boyutları, çubuğun uzunluk yönünün ya da genişliğinin değiştirilmesi ile incelenmiştir. Deneysel ölçümler analiz sonuçları ile karşılaştırmalı biçimde değerlendirilmiştir. Bunun yanında, kapsamlı bir literatür çalışması yapılmıştır ve gelecekte yapılan bu tarz sensorların nasıl bir özelliğe sahip olmaları gerektiğini belirleyebiliriz.

This thesis explains the new and several designing membrane and beams, which have been designed by ourselves by cadence software. Furthermore, all of the structures were fabricated by MEMS based, which are CMOS compatible characteristics. Also along the fabrication most of the sensors has been simulated by two softwares COMSOL and Coventorware that in both of them simulation is done by finite element method (FEM). During the simulation many behavior of the each structure such as natural frequency, maximum current endurance before smashing, and their displacements, with and without of the initial stress and effect of the dimension of the perforation were defined. we implement practical measurement with Polytec 500 device to compare outputs with simulation results. The principle of working of this devise is on base of Doppler velocimetry and interfering waves. In conclusion, we investigated each sample’s features such as; first mode resonance frequency, maximum applicable current, quality factor and displacement versus sample’s geometric and their inside perforation size. Thus, we have lots of data, which can be utilized in future for similar sensors to have an idea about their probable features.