Reliable Mircohotplate Design for High temperature Gas Sensing and IR Source

Microhotplate’ler (MHP) yüksek sıcaklıklarda gaz algılanması, ve IR kaynağı yapımı gibi çok önemli uygulama alanlarına sahip olmasına rağmen, göreceli yüksek sıcaklıklarda çalıştırıldıklarında oluşan yüksek termal stres’lerden dolayı kısa süreli dayanaklığa sahiptirler. Bu çalışmada yüksek sıcaklıklarda düşük termal stres’e sahip bir dizaynı, spring tipi dizaynın ve termal genleşme sabitleri yakın olan malzeme seçimininin avantajlarını birleştirerek elde ettik. FEM sonuçları düşük termal stres elde edebilmesini sağlayan ana etkenin termal genleşme sabitleri yakın malzemeler seçmek olduğunu göstermiştir. SiN/Polysilicon/SiN katmanlarına ship spring tipi dizayn sayesinde 2119 K sıcaklığında 180 MPa gibi düşük termal stres FEM kullanılarak elde edilmiştir. Sıcaklığın 2076 K değerine ulaşması için gereken tepkime süresi ve güç tüketimi 200 ms ve 3.47 mW olarak hesaplanmıştır.