Resumen

Se investiga la sensibilidad de los sensores piezorresistivos de cuatro terminales comúnmente denominados estructura van der Pauw (VDP). Se considera que el sensor VDP se fabrica en silicio (100) debido a su posible aplicación en sensores de presión MEMS (sistemas microelectromecánicos). La sensibilidad del sensor VDP puede verse afectada por la desalineación durante el proceso de grabado/difusión, la no uniformidad de los coeficientes piezoresistivos a través del espesor del sensor y el tamaño de la almohadilla con respecto al tamaño del sensor. Para este análisis en particular, se estudia el efecto de la sensibilidad a la tensión del VDP sobre las variaciones en el tamaño de las almohadillas y la variación del coeficiente π a través del espesor, ya que el efecto de la desalineación ya ha sido investigado por los investigadores. En primer lugar, se desarrollan dos modelos de análisis de elementos finitos (FEA) tridimensionales (3D) tanto para la resistencia VDP tradicional como para las mediciones equivalentes de puentes de cuatro hilos. A continuación, los modelos de AEF se validan con las soluciones analíticas de forma cerrada para contactos puntuales (tamaño de almohadilla "cero") bajo diferentes cargas biaxiales. Una vez validados los modelos de AEF, se realizan simulaciones adicionales para comprender la influencia de los distintos parámetros en las mediciones de tensión para una configuración equivalente de puente de cuatro hilos. Se observa que el tamaño de la pastilla y la falta de uniformidad en las constantes piezorresistivas afectan negativamente a la sensibilidad del sensor.

• Materias:Biotecnología Redes de sensores Sistema de sensores Diagnóstico de fallas Tecnología de sensores Diagnóstico de fallos
• Subjects:Biotechnology Sensor networks Sensor system Fault diagnosis Sensor technology
• Palabras claves:tamaño de la almohadilla, modelos fea, sensor vdp, sensibilidad a la tensión vdp, diferentes cargas biaxiales, análisis de elementos finitos, sensores piezoresistivos terminales, resistencia vdp tradicional, van der pauw, configuración de puente de alambre
• Keywords:pad size, fea models, vdp sensor, vdp stress sensitivity, different biaxial loads, finite element analysis, terminal piezoresistive sensors, traditional vdp resistance, van der pauw, wire bridge configuration