@article { author = {Samaeifar, F. and Afifi, A. and Abdollahi, H.}, title = {Design and fabrication of optimized gold micro-heater and comparison of its performance with platinum micro-heater}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {6}, number = {1}, pages = {259-272}, year = {2016}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2016.704}, abstract = {With the development of microelectronics and micromachining technology, micro-heater has found plenty of applications in micro-sensor. Heating electrode material is one of the key factors which affect the power loss, response time and sensitivity of the micro-heater. In this paper, two micro-heaters with same geometry using two various metals have been design, fabricated and characterize on silicon substrate based on micro-electro-mechanical-systems (MEMS) fabrication process. In the first micro-heater, gold and in the second micro-heater, platinum are used as heating electrode, and the effect of heating electrode material on the performance of micro-heater is evaluated. Moreover, to improve micro-heaters efficiency, their design is investigated and the micro-heater with optimum design is chosen. The analytical results exhibit that gold micro-hater has lower response time and higher power loss than platinum micro-heater. The experimental results are in good agreement with the results obtained from the analytical analysis and show that fabricated micro-heaters with optimum design have high performance; as power consumption and response time are 36mW and 1.75ms respectively in gold micro-heater and 30mW and 2.1ms respectively in platinum micro-heater for the temperature variation from 30oC to 450oC. These results demonstrate that with fabrication of gold micro-heater response time improve 16.6% in comparison with platinum micro-heater.}, keywords = {Heating electrode,Micro-heater,Micro-sensor,MEMS,Power loss}, title_fa = {طراحی و ساخت میکروهیتر بهبود یافته با الکترودهایی از جنس طلا و مقایسه عملکرد آن با میکروهیتر پلاتینی}, abstract_fa = {با توسعه ریزفناوری میکروماشین‌کاری و میکروالکترونیک، میکروهیترها کاربردهای زیادی در میکروحسگرها پیدا کرده‌اند. جنس الکترود گرم-کننده یکی از عوامل تاثیرگذار در میزان اتلاف توان، پاسخ زمانی و حساسیت میکروهیتر می‌باشد. در این مقاله دو میکروهیتر با هندسه یکسان، اما با دو فلز مختلف بر روی بستر سیلیکون و بر پایه فناوری میکروماشین‌کاری حجمی (MEMS) طراحی، ساخته و مشخصه‌یابی شده‌اند. در میکروهیتر اول از طلا و در میکروهیتر دوم از پلاتین به عنوان الکترود گرم‌کننده استفاده شده و تاثیر جنس الکترود گرم‌کننده بر روی میزان عملکرد میکروهیتر بررسی شده است. در ضمن برای بهبود کارایی میکروهیترها، طراحی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفته و میکروهیتر با طراحی بهینه انتخاب شده است. نتایج تحلیل تئوری نشان می‌دهد که میکروهیتر طلایی دارای پاسخ زمانی کمتر و توان مصرفی بیشتری نسبت به میکروهیتر پلاتینی می‌باشد. نتایج آزمایشگاهی به‌دست آمده، نتایج حاصل از تحلیل تئوری را تصدیق می‌کند و نشان می-دهد که میکروهیترهای ساخته شده با طراحی بهینه، دارای عملکرد بالایی هستند؛ به‌طوریکه برای رسیدن به دمای بالای oC450، توان مصرفی و پاسخ زمانی در میکروهیتر طلایی به‌ترتیب mW36 و ms75/1 و در میکروهیتر پلاتینی به‌ترتیب mW30 و ms1/2 می‌باشند. این نتایج نشان می‌دهند که با ساختن میکروهیترهایی از جنس طلا پاسخ زمانی 6/16% در مقایسه با میکروهیتر پلاتینی بهبود می‌یابد.}, keywords_fa = {الکترود گرم‌کننده,اتلاف توان,سیستم‌های میکروالکترومکانیکی,میکروهیتر,میکروحسگر}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_704.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_704_301604b82e0bd9f995dead5d0a9f5a9d.pdf} }