Two types of accelerometer were designed, fabricated and characterized using bulk and surface micromaching. They were designed to satisfy specifications of accelerometer for automotive airbag system.
piezoresistive type accelerometer was fabricated using bulk micromachining technique. The thickness of n type epitaxial layer grown upon $p^+$ diffused etchstop layer was 10㎛ and piezoresistor was defined by ion implantation. For capacitive type accelerometer, 5㎛ thickness of Ni was electroplated upon Ti/Ag/Ti with photo resist mold which was patterned by the newly proposed process to form high aspect ratio structure.
Fabricated accelerometer were tested which showed sensitivities of 88㎶/gV (200㎶/gV designed) and 5.5㎶/gV (5.4㎶/gV designed) in the frequency range of $500H_z$∼$1KH_z$ and $1KH_z$∼$20KH_z$, respectively. It was found that much more improvement in sensitivity is needed for practical application.
본 논문에서는 기판미세가공기술과 박막미세가공기술의 두가지 방법을 이용하여 가속계를 설계 및 제작하였으며 그 특성을 평가하였다. 설계는 자동차에어백용 가속도계의 성능기준을 만족시키도록 하였으며 각각의 소자는 서로 다른 독창적인 제작공정에 따라서 제작되었다. 압저항형 가속도계는 방향성 습식식각에서의 식각정지를 위한 $p^+$ 확산층 위에 n형 epi층 10㎛ 를 기르고, 압저항을 이온주입하여 제작하였다. 용량형 가속도계는 Ti/Ag/Ti 층 위에 5㎛ 두께의 니켈층을 도금하여 제작하였는데, 이 때 니켈구조의 수직사면을 얻기 위하여 큰 높이대 폭비의 PR 단면구조를 얻을 수 있는 새로운 사진기술을 제안하였다.
제작된 압저항형 가속도계는 $500H_z$ ∼ $1KH_z$까지, 용량형 가속도계는 $1KH_z$ ∼ $20KH_z$까지의 가속도를 감지할 수 있었다.
