Resonanter Dichtesensor aus Silizium

In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde ein resonanter Gasdichtesensor aus Silizium realisiert. Die Gasdichtesensoren überprüfen beispielsweise in Hochspannungs-Schaltanlagen die SF6-Gasdichte um eine effektive Lichtbogenlöschung zu gewährleisten. Der zurzeit von der Trafag AG als Sensor verwendete Schwingquarz ist nicht spezifisch für diese Aufgabe konzipiert und deshalb von der Geometrie her nicht optimal. Die Schwingstrukturen aus Silizium wurden mit zwei verschiedenen Prozessabfolgen aus hochdotierten SOI-Wafern mittels DRIE (Deep Reactive Ion Etching) gefertigt. Dieser Ätzprozess ermöglicht eine hohe Freiheit in der Formgestaltung der Schwingstruktur. Auf demselben Wafer wurden kapazitiv und induktiv angeregte Sensoren realisiert. Die Resonanzfrequenz der induktiven Sensoren wurde mit einem Netzwerkananlysator ausgewertet. Mit Messungen bei verschiedenen SF6-Gasdichten konnte eine sieben Mal höhere Sensitivität als beim aktuell verwendeten Schwingquarz nachgewiesen werden.