طراحی و ساخت میکروهیتر بهبود یافته با الکترودهایی از جنس طلا و مقایسه عملکرد آن با میکروهیتر پلاتینی

با پیشرفت ریزفناوری میکروماشین کاری و میکروالکترونیک، میکروهیترها کاربردهای زیادی در میکروحسگرها پیدا کرده اند. جنس الکترود گرم کننده، یکی از عوامل تاثیرگذار در میزان اتلاف توان، پاسخ زمانی و حساسیت میکروهیتر است. در این مقاله، دو میکروهیتر با هندسه یکسان، اما با دو فلز مختلف روی بستر سیلیکون و بر پایه فناوری میکروماشین کاری حجمی (MEMS) طراحی، ساخته و مشخصه یابی شده اند. در میکروهیتر اول از طلا و در میکروهیتر دوم، از پلاتین به عنوان الکترود گرم کننده استفاده شده، تاثیر جنس الکترود گرم کننده بر روی میزان عملکرد میکروهیتر بررسی شده است. در ضمن برای بهبود کارایی میکروهیترها، طراحی آن ها مورد بررسی قرار گرفته و میکروهیتر با طراحی بهینه انتخاب شده است. نتایج تحلیل تیوری نشان می دهد که میکروهیتر طلایی، دارای پاسخ زمانی کمتر و توان مصرفی بیشتری نسبت به میکروهیتر پلاتینی است. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده، نتایج حاصل از تحلیل تیوری را تصدیق می کند و نشان می دهد که میکروهیترهای ساخته شده با طراحی بهینه، دارای عملکرد بالایی هستند؛ به طوریکه برای رسیدن به دمای بالای ̊C 450، توان مصرفی و پاسخ زمانی در میکروهیتر طلایی به ترتیب، mW36 و ms1/75 و در میکروهیتر پلاتینی به ترتیب، mW30 و ms2/1 می باشند. این نتایج نشان می دهند که با ساختن میکروهیترهایی از جنس طلا پاسخ زمانی 16/6% در مقایسه با میکروهیتر پلاتینی بهبود می یابد.

Keywords:

الکترود گرم کننده , اتلاف توان , سیستم های میکروالکترومکانیکی , میکروهیتر , میکروحسگر , MEMS