1. Mikrosistem Teknolojileri veMEMSUfuk Klwww.ufukkilic.com.tr

2. Mikrosistem Teknolojileri ve MEMSMikroelektronik ve mikroip teknolojisinde son 20-30 yldaki atlm sonucunda yaanteklimiz ok etkilendi ve bugn kk cep telefonlar, bilgisayarlar ve internet hayatmznvazgeilmez paralar oldular. Bugn benzer bir atlmn, ksaca MEMS diye adlandrlanMikro Elektro Mekanik Sistemler adl teknoloji sayesinde gerekleecei beklenmektedir. Buteknoloji sayesinde mikroipler zerinde sadece mikroelektronik entegre devreler deil,mikromekanik yaplar da yaplabilmektedir. Bylece hem mikroduyargalar (mikrosensr) vemikroeyleyiciler (microactuator) hem de elektronik devre bir ip iinde yaplabilmekte, yanisistem fiyat ve boyutlar ip kadar ucuz ve ip kadar kk olabilmektedir.MEMS Teknolojisinin Uygulama AlanlarMEMS teknolojisinin uygulama alanlar ok eitlidir ve bu teknolojinin hem askeri hem desivil kullanm alanlar vardr. Otomotiv, biyomedikal, telekominikasyon, beyaz eya ve biliimteknolojileri gibi birok konuda MEMS teknolojisi sayesinde devrim niteliinde gelimelerolmaya balamtr. Uygulama alanlarnn genilii, ucuz retim potansiyeli, yksekperformans elde edilebilmesinden dolay, MEMS teknolojisi savunma endstrisinin de ilgisiniekmitir. Bu konuda A.B.D. Savunma Bakanlnn hazrlad bir rapor, MEMSteknolojilerinin savunma sanayiinde ne kadar geni bir kullanm alan bulacan ok arpcbir ekilde ortaya koymutur.MEMS halen gnlk hayatmza girmitir. Bugn otomotiv sektrnde kullanlan ve kazaann tesbit ederek hava yastklarnn almas bilgisini reten ivmelerler (accelerometer)MEMS teknolojisi ile 3mmx3mm boyutlarndaki bir silisyum yonga zerinde elektronikdevresi ile birlikte retilebilmekte ve birka dolara mal olmaktadr. Bu sayede eskidensadece ok pahal arabalarda olan hava yastklar bugn birok otomobildebulunabilmektedir. Bilgisayar yazclarndaki ucuzlama, bilgisayar hafzalarndaki ani art daMEMS teknolojisi ile olmutur. Bu teknoloji ile fiber optik iletiimde veri aktarm srasndaanahtarlamann daha hzl olmas iin mikroaynalar gelitirilmektedir, bylece internetiletiimi bugnknn 20 kat kadar daha hzl olabilecektir.Ayrca, vcut iine yerletirilebilen ve sinir ularn uyararak grme ve duyma fonksiyonlarnsalayabilecek mikroelektrodlar, kan damarlarndaki tkanklklar aabilecek mikromotorlarveya kandaki eker miktarn lerek vcut iinde bulunan inslini mikromusluk yardm ilekontroll aarak vcudun iyilemesini salayacak biyomedikal mikrocihazlar da MEMS ilemmkn olacaktr. Bunlarn haricinde, gnlk hayatmz her alanda etkileyecek ok ucuzmikrosistemler MEMS teknolojisi ile gerekletirilebilecektir.Dolays ile mikroelektronik nasl amz etkilediyse ve yaantmz deitirdiyse, MEMSteknolojisinin de 21. Yzyl benzer ekilde etkileyecei dnlmektedir. Hzl bir ivme ile byyenMEMS pazarnn 2002 ylnda 38 milyar dolara ulat gzlemlenerek bu rakamn 2006 ylnda ise 68milyar dolara ulat net raporlar ile belgelenmitir.Ufuk Klwww.ufukkilic.com.tr 3. ODTde MEMS almalarODTde MEMS almalar Elektrik-Elektronik Mhendislii Blmnde bulunan ODT-MEMS Grubutarafndan yrtlmektedir. Bu almalar, Michigan niversitesinde yksek lisans ve doktoraalmalarn tamamladktan sonra 1995 ylnda Trkiyeye dnen Do. Dr. Tayfun Akn tarafndanbalatmtr. lk nce NATO stikrar iin Bilim (NATO-SfS) Program, ABD Ulusal Bilim Kurumu(National Science Foundation, NSF) gibi uluslararas kurulular tarafndan desteklenen bu almalardaha sonra ulusal kurulularn ilgisini ekmitir.ODTdeki MEMS almalar Milli Savunma Bakanl Ar-Ge ve Teknoloji Dairesi, TBTAK, DPT,Arelik ve Aselsan tarafndan desteklenmektedir. ODTde MEMS konusunda 2 doktora ve 17 ykseklisans tezi tamamlanmtr ve u anda devam eden 7 doktora ve 13 yksek lisans tez almasbulunmaktadr. Bu tezler ve projeler sayesinde ODTde MEMS konusunda ok nemli bir bilgibirikimi ve aratrmac kadrosu olumutur. Ayrca MEMS tasarm konusunda ODTde her trlyazlm ve donanm altyaps bulunmaktadr. ODT Elektrik-Elektronik Mhendislii Blmndeoluturulan 30 m2lik kk bir temizodada MEMS ve ileri yariletken malzemeler zerine prototipgelitirme almalar yaplabilmektedir.MEMS konusundaki almalarn endstriyel bir boyuta tanmas iin ODT, TESTAa aitolan, 40 milyon ABD dolar yatrlm fakat atl duran bir mikroelektronik tesisini hkmettentalep etmitir. Bu tesisler 1998 ylnda zelletirme Yksek Kurulu tarafndan ODTyedevredilmitir. ODT-Mikroelektronik Tesisleri veya ksaca ODT-MET adn alan bu tesislerinMEMS teknolojisi gelitirmesi ve endstriyel rnler retmesi iin altyapsnn MEMSeuygun bir ekilde gelitirilmesi gerekmektedir. MEMS altyaps iin gereken finansmannnemli bir ksm, 2002 ylnda balayan bir DPT projesi sayesinde salanmtr.Tesislere alnan yeni bir litografi cihaz ile 4 in ve 6 in apl silisyum disklerde mikromekanikhatlarn 1mnin altnda bir hassasiyet ile oluturulmas mmkn olabilmektedir. MEMS iingerekli ok kritik dier baz cihazlar da DPT tarafndan desteklenen proje sayesinde almaamasndadr. Bunlardan MEMS Derin Kuru Andrma Cihaznn alm tamamlanm vealmaya balamtr. Bu cihaz Trkiyede birtek ODT-METde bulunmaktadr ve ok hassas boyutlu mikromekanik yaplar yaplabilmektedir. ODT-METte gelitirilen altyapnnendstriyel boyutlarda retim yapmak zere kullanlabilmesi iin yurtii ve yurtd firmalarile youn temaslar srmektedir. Ufuk Kl www.ufukkilic.com.tr 4. Atatrkn 3 boyutlu mikro imzas. mzann genilii sa ap boyutlarndadr. Bu imzaODTye DPT destei ile alnan ve Trkiyede tek olan MEMS Derin Kuru Andrma Cihaz ileretilmitir.ODTde retilen 3 boyutlu mikro Trk Bayra. Bayran boyutu sa ap ile orantldr.Ufuk Klwww.ufukkilic.com.tr 5. ODTde Gelitirilen MEMS rnleriODTde MEMS teknolojisi ile hem askeri hem de sivil kulanm alan olan rnlergelitirilmektedir. Bu rnlerden iki tanesi kritik teknolojidir ve savunma sanayinin dabamlln azaltmak iin kullanlabilecektir. Bunlardan birincisi ok ucuz maliyeti olan veoda scaklnda alabilen gece gr amal soutmasz kzltesi detektrlerdir. Budetektrler, CMOS retiminden gelmi iplerin silisyum mikroileme teknolojileri ile kimyasalileme tutulmas ile elde edilebilmektedir. retim yntemi CMOS tabanl olduundan,detektr dizinlerinin fiyatlar ok ucuza gelebilmektedir. Gece gr amal gelitirilen budetektrlerin savunma amal olamayan bir ok endstriyel uygulama alan dabulunmaktadr.Kritik teknoloji ile gelitirilen ikinci rn mikroilenmi dnlerlerdir. Jiroskop diye debilinen dnlerler asal dnmeyi len aletlerdir ve bir ok askeri uygulamada kullanmyeri bulmaktadr. ODTde tasarlanarak ilk aamada yurtdnda rettirilen dnlerlerAvrupadaki bir yarmada birincilik dl kazanmtr. Bu yarma 2001 ylnda DATE (Design,Automation, and Test in Europe) adl konferans ile Fransadaki CMP adl mikroelektronikmerkezi tarafndan niversitelerde MEMS ve mikronalti CMOS entegre devre tasarm gibiileri teknolojilerde aratrma ve gelitirmeyi tevik etmek amacyla dzenlenmitir.ODTde yaplan bir baka dnler tasarm ise ABDde bulunan MEMGen adl irketin2003 ylnda dzenledii "3-D MEMS Design Challenge" adl yarmasnda 25 lkeden yaplan132 bavuru arasnda nclk dln kazanmtr. ODTde nceleri sadece tasarmlaryaplan dnlerler, retim teknolojilerinin de ODTde gelitirilmesi ile tamamiylelkemizde retilebilir hale gelmitir. Dnlerlerin de otomotiv sanayii gibi dier uygulamaalanlar mevcuttur ve baz otomotiv irketleri ODTdeki MEMS almalarna bu amala ilgigstermektedir. Halen ODTde gelitirilen nc endstiyel rn, beyaz eyalardakullanlabilecek olan basn ve scaklk duyarga modldr.Bunlarn dnda, nem duyargas ve RF MEMS devre elemanlar (anahtarlar, faz kaydrclar,faz dizili antenler) gibi dier rnler de ODTde gelitirilmektedir. Bu rnlerin endstiyelboyutta retimi ODT-MET tesislerinin altyapsnn gelitirilmesi ile mmkn olabilecektir vehalen bu ynde abalar devam etmektedir. Bunun gereklemesi durumunda, hem 40Milyon A.B.D. dolar harcanm tesisler ekonomik olarak kullanlabilir hale gelecektir, hem demikroelektronik retimi konusunda dnyada hibir sz sahibi olamayan Trkiyemikroelektronie benzer bir potansiyeli olan MEMS konusunda dnya ekonomisinde bir yeredinebilecektir. Ufuk Kl www.ufukkilic.com.tr 6. kollar sl emici n-kuyudetektr Andrlm blgeGece gr kameralarnda kullanlmak zere CMOS ve MEMS teknolojisi ile gerekletirilmisoutmasz kzltesi detektr dizini. Havadaki mikrokpr yaplar kzltesi sourarakn-kuyu yaplarn scakln artrmaktadr. Her bir mikrokpr yaps sa apndan kk birblgeye smaktadr. MEMS teknolojisi ile gelitirilmi mikrojiroskop. Bu alma Avrupada dzenlenen biryarmann mikrosistemler kategorisinde birincilik dl almtr. Parmak yaplarnnboyutlar 2 mikrometre kadar hassas yaplabilmektedir (sa ap yaklak 100 mikrometredir).Ufuk Klwww.ufukkilic.com.tr 7. ODT-METdeki altyapnn gelitirilmesinden sonra retilebilen 200 mikrometre yksekliindeve 5 mikrometre geniliindeki mikromekanik yaplar. MEMS Derin Kuru Andrma Cihaz ile retilen bu yaplar hareket edebilmektedir ve dnler ve ivmelerlerin gerekletirilmesinde kullanlmaktadr. Ufuk Kl www.ufukkilic.com.tr 8. MEMS teknolojisi ile yaplm bir mikromotoru tutan bir karnca. Bu resim MEMS teknolojisiile yaplan mikromekanik yaplarn hassasiyetini gstermektedir. Yap Almanyada gelitirilenLIGA diye adlandrlan yntemi ile retilmitir.Ufuk Klwww.ufukkilic.com.tr 9. YK karar ile ODTye devredilen ODT-MET tesislerinden bir grnt. Tesisleryurdumuzdaki ilk ve tek mikroelektronik retim yatrmdr ve u ana kadar 40 Milyon A.B.D.dolar akn bir yatrm harcamas yaplmtr. ODT u ana kadar atl kalan bu tesislerigreceli olarak az bir ek yatrmla MEMS teknolojisi iin kullanmay ve ekonomimizekazandrmay hedeflemektedir. ODT-MET tesislerinde beyazeya rnleriiin gelitirilen basn ve scaklk duyargamodl. Soldaki resim silisyum ipin arkadan grntsn ve diyaframn nasl oluturulduunu gstermektedir. Sadaki resim duyarda ipin nasl paketlendiini gstermektedir. Ufuk Kl www.ufukkilic.com.tr 10. ODT-MEMS grubu tarafndan gelitirilen kapasitif basn duyargalarnn bir parmakzerindeki resmi. Resimde 12 tanesi yanyana duran bu duyargalar, damarlarn iine girebilecek kadar kktr ve kan basncn lmek iin kullanlabilir. Ufuk Kl www.ufukkilic.com.tr