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菲利普罗伯特博士
菲利普罗伯特，帕特里斯雷伊，帕特里斯，阿尔诺瓦尔特，纪尧姆乔丹和Mylène Savoye， CEA - LETI
通讯作者：philippe.robert @ cea.fr |
摘要
我们提出一个非常低的成本6D惯性传感器的新方法。这个概念是根据在同一设备的MEMS和NEMS的技术组合的想法。 MEMS部分是面向大众，以保持足够的惯性力，纳机电系统是一个非常敏感的亚微米的悬浮应力应变片。这个概念允许，无论是在平面和平面的加速度同一个设备或科里奥利力检测。它也兼容差分检测，以减少热漂移。
技术实现和3轴加速度传感器和3轴gyrometer刻画已经实现，将演示文稿中详细说明。在这些成果的基础上，提供了一个体积小于3.5毫米的3轴加速度传感器和3轴gyrometer在同一芯片上集成2。据我们所知，从来没有提出这一级别的集成和小型化。
动机
MEMS市场的增长主要来自于消费市场（手机，游戏... ...）。对于这个市场，一个很强烈的MEMS制造商施加压力。降低成本一般为5至15％，预计每年为这些组件。最后，一个简单的优化设计和工艺将不足，一项技术突破显然是预计将大幅小型化MEMS传感器。
然而，这种规模的减少已对惯性传感器的主要影响，特别是在性能方面：减少地震的质量有直接影响的敏感性，降低标称电容对信号信噪比的后果。为了克服这些限制，一个新的概念提出的混合微型和纳米结构，因而命名为并购NEMS的。其基本思路是，结合在同一个设备的厚厚的MEMS一层为惯性质量与一个薄且窄的纳机电系统的一部分，实现暂停的应变。灵敏度高，可由于非常非常小的硅纳米线量具的截面和力臂的加速度计和gyrometers设计效果（见图1）。引起的高应力集中。两个厚度并购NEMS的方法提供的同一个芯片上有一个平面和平面运动（见图2）惯性质量检测能力。这意味着，这个概念和技术，惯性传感器可以集成在不到1毫米的三维加速度计和3D - gyrometer小于2.5 毫米2 2 。