Türkiye’de Yeni Bir Teknoloji: MEMS Prof. Dr. Tayfun AKIN ODTÜ-MEMS Merkez Müdürü ODTÜ Elektrik-Elektronik Müh. Böl. Öğretim Üyesi www.eee.metu.edu.tr/~tayfuna www.microsystems.metu.edu.tr/

Kısa Özgeçmiş Van doğumlu 1987 ODTÜ Elektrik-Elektronik Müh. Böl., Lisans 1989 University of Michigan, Y. Lisans 1994 University of Michigan, Ph. D. 1995 ODTÜ Elektrik-Elektronik Müh. Böl., Katılım 2004 ODTÜ Elektrik-Elektronik Müh. Böl., Profesör 1998 ODTÜ-MET Teknik Koordinatörü 2006 Uluslararası MEMS Konferansı Eş-Başkanı 2008 ODTÜ-MEMS Merkez Müdürü 2008 Mikro-Tasarım Ltd. Şti. Kurucusu ve Müdürü

MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) = MEMS Entegre İvmeölçer Mikroelektronik + Mikromekanik

MEMS’in Avantajları Gelişmiş mikroelektronik teknolojisi Seri üretim (entegre devre gibi) Çok ucuz Küçük, hafif Elektronik devre ile beraber Birçok uygulama alanı Askeri Sivil Sensör Elektronik Devre

MEMS’in Potansiyeline Örnek (Dönüölçer veya Jiroskop) Mevcut Jiroskop MEMS Jiroskop Inertial Measurement Unit Ağırlık : 1587.5 gram 10 gram Büyüklük : 15 cm x 8 cm x 5 cm 2 cm x 2 cm x 2 cm Güç : 35 W ~1 mW Dayanıklılık : 35 g 100K g Fiyat : $20,000 $500 ($5, $0.5) Performans aynı değil *A.B.D. Savunma Bakanlığı’nın MEMS üzerine hazırladığı rapordan alınmıştır. *Bu rapor www.eee.metu.edu.tr/~tayfuna/DoD_mems.pdf adresinden temin edilebilir.

Dönüölçer Teknoloji Beklentileri

ODTÜ’de MEMS Deneyimi 1995’den beri süren çalışmalar Uluslararası Projeler TU-MICROSYSTEMS, NATO-SfS (TÜBİTAK) US-Turkey Collaboration, NSF EU FP6 (RF MEMS, AMICOM) COST (RF MEMS) (PI: Dr. Çivi) Endüstri Destekli Projeler Soğutmasız Kızılötesi Dedektör, ASELSAN Basınç Duyargası, ARÇELİK Hükümet Destekli Projeler Soğutmasız Kızılötesi Dedektör ve Dönüölçer, MSB-ArGe (Kobra1) Soğutmasız Kızılötesi Dedektör ve Dönüölçer, MSB-ArGe (Kobra2) Dönüölçer, TÜBİTAK Endüstriyel MEMS, DPT RF MEMS, TÜBİTAK (PI: Dr. Koç) RF MEMS, DPT (PI: Dr. Çivi)

MEMS Çalışmalarına Katkılar (1995-2006) MSB ArGe DPT Toplam: 10 Milyon A.B.D. Doları

Savunma sanayii için yeni projeler 2006-2010 TÜBİTAK Destekli MSB ArGe Projeleri Proje 1 ASELSAN VE TÜBİTAK-SAGE ile birlikte Proje 2 ASELSAN ile birlikte SSM Destekli Proje Proje 3 ASELSAN’nın yüklenici olduğu HEWS projesinin alt projesi

MEMS Çalışmalarına Katkılar (1995-2010) SSM DPT MSB ArGe TÜBİTAK-MSB Toplam: >40 Milyon A.B.D. Doları

ODTÜ’de Mevcut MEMS Altyapısı 1300m2, 0.35m 4”, 6” ve 8” (?) çaplı silisyum disk işleme

Üzerinde Yoğunlaşılan Spesifik Konular Soğutmasız Kızılötesi Detektörler İvmeölçer ve Dönüölçerler RF MEMS Aygıtlar ve Sistemler BiyoMEMS Kanser Hücre Taraması Biyoteröre Karşı Algılayıcı Sistemler MEMS Enerji Üreteçleri

Mikroişlenmiş Jiroskop (Dönüölçer) Kullanım Alanları * Systron-Donner’ın web sayfasından alınmıştır

ODTÜ’de Geliştirilen Yeni Dönüölçer Yapısı Simetrik/Etkileşimsiz Dönüölçer -Avrupa’daki Bir Yarışmada Birincilik Ödülü Aldı -ABD’deki Bir Yarışmada Üçüncülük Ödülü Aldı (24 ülkeden 134 tasarım arasından)

Yurtdışında Üretim (MSB ArGe KOBRA-I Projesi) Silisyum taban Yurtdışında Üretim (MSB ArGe KOBRA-I Projesi) MCNC/Cronos (ABD) standard polisilisyum süreci Kalınlık=2m Algılama kapasitansı10fF Parazitik kapasitans=3pF Üretim periyodu=4 ay Yaklaşık hassasiyet=3.7/sn

Yurtiçinde Üretim-1 (MSB ArGe KOBRA-I Projesi) Cam taban Yurtiçinde Üretim-1 (MSB ArGe KOBRA-I Projesi) ODTÜ’de kurulan nikel elektrokaplama süreci Kalınlık=6-16m Algılama kapasitansı>50fF Parazitik kapasitans<30fF Üretim periyodu=1 hafta Yaklaşık hassasiyet=0.2/sn

İleri Silisyum Mikroişleme ile Dönüölçerler Cam taban ODTÜ-MET’e DPT Desteği ile Yeni Alınan Derin Reaktif İyon Aşındırma (DRIE) Cihazının Kabiliyetleri

Pul-Mertebesinde Paketlenmiş MEMS Dönüölçer Duyargaları

Soğutmasız Kızılötesi Dedektörler 77 K sıcaklığına soğutmaya gerek yok Oda sıcaklığında çalışabilir (TE soğutucu ile) Performans artırılmalı Fiyat çok düşük Uzun süreler çalışabiliyor Küçük alan kaplıyor Elektronik okuma ile beraber üretilebiliyor

CMOS ile Düşük Maliyetli Kızılötesi Dedektörler 4/6/2017 CMOS ile Düşük Maliyetli Kızılötesi Dedektörler 16x16 FPA

Yeni 128x128 Soğutmasız Kızılötesi Dedektör Dizini 4/6/2017 Yeni 128x128 Soğutmasız Kızılötesi Dedektör Dizini Piksel başına birden fazla diyot Daha basit bir üretim yöntemi İlk görüntüler alındı Patent başvurusu yapılacak

ODTÜ’de Geliştirilen Başka Bir Soğutmasız Dedektörden İlk Görüntüler

RF MEMS Çalışmaları Destek: TÜBİTAK, DPT, FP6, SSM MEMS Phase Shifter MEMS Switch

RF MEMS Faz Dizili Anten

Işınım Örüntüsü 4 beam steering 14 beam steering 6 beam steering

Harvard Üniversitesi Kanser Hücresi Tarama Çipleri

Güç Üretim Çipleri Çevresel sarsıntıyı elektrik enerjisine çevirmek Düşük sarsıntı frekansları 10-30 mikrowatt güç üretimi

www.mems2006.org

Amsterdam, Netherlands Interlaken, Switzerland Maastricht, Netherlands MEMS Konferansları Yıl Yer 1987 Hyannis, U.S.A. Amerika Kıtası 8 A.B.D. Asya Kıtası 6 Japonya Avrupa Kıtası 2 Almanya 2 Hollanda 1 İsviçre 1 Türkiye 1989 Salt Lake City, U.S.A. 1990 Napa Valley, U.S.A. 1991 Nara, Japan 1992 Travemünde, Germany 1993 Fort Lauderdale, U.S.A. 1994 Oiso, Japan 1995 Amsterdam, Netherlands 1996 San Diego, U.S.A. 1997 Nagoya, Japan 1998 Heidelberg, Germany 1999 Orlando, U.S.A. 2000 Miyazaki, Japan 2001 Interlaken, Switzerland 2002 Las Vegas, U.S.A. 2003 Kyoto, Japan 2004 Maastricht, Netherlands 2005 Miami, USA 2006 Istanbul, Turkey 2007 Kobe, Japan

ODTÜ-MEMS Mükemmeliyet Merkezi Mevcut Altyapı ile Kısmen Hizmet Verilen Kurumlar Koç Üniversitesi Bilkent Üniversitesi Fizik Böl., Elektrik-Elektronik Müh. Böl. TÜBİTAK UEKAE Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Kimya Müh. Böl., Fizik Böl. ASELSAN MGEO, REHİST (MST) ROKETSAN Nanomanyetik Ltd. Ankara Üniversitesi ODTÜ Kimya Müh., Havacılık, Fizik

Uluslararası İşbirlikleri Harvard Üniversitesi MIT Arizona Devlet Üniversitesi Yale Üniversitesi Michigan Üniversitesi IMEC, Belçika

Uluslararası İşbirlikleri – AMICOM FP6 Projesi Ortakları CNRS-LAAS, Fransa 9 ITME, Polonya 19 ITC-IRST, İtalya 1b CNRS-IEMN, Fransa 10 VTT, Finlandiya 20 Armines, Fransa 1c CNRS-IRCOM, Fransa 11 PERUGIA, İtalya 21 METU, Türkiye 2 Chalmers, İsveç 12 TECHNION, İsrail 22a FHG-IZM, Almanya 3 Cranfield, İngiltere 13 TEI-C, Yunanistan 22b FHG-ISIT, Almanya 4 EPFL, İsviçre 14 TUD, Almanya 23 KUL, Belçika 5 FORTH, Yunanistan 15 TUM, Almanya 24 CEA, Fransa 6 IMEC, Belçika 16 ULM, Almanya 25 DIMES (Delft), Hollanda 7 Imperial College, İngiltere 17 Uppsala, İsveç 8 IMT, Romanya 18 NKUA, Yunanistan

Standart RF MEMS Üretim Süreci

Standart RF MEMS Üretim Süreci İle Diğer Kurumlara Servis (Multi-Project Wafer (MPW))

Standart Mikroresonatör Üretim Süreci

Standart Mikrokanal Üretim Süreci

Mesajlarım MEMS önemli, dual-use Önemli bir bilgi birikimi ve altyapımız var Yaptığımız çalışmalar sanayileşmeli ArGe daha kolay yapılabilmeli Mevzuatı değiştirme cesaretimiz ve azmimiz olmalı (satınalma, gümrük) İhale ile ArGe yapılmamalı Aynı gemideyiz, toplam resim görülmeli, bir masa etrafında toplanılabilmeli Kriz bizim için fırsattır, bu dönemde ArGe’ye daha fazla destek verilmeli