Resumen

En este trabajo se analizan los efectos mecánicos y eléctricos de las láminas delgadas de 3C-SiC y Si como diafragma para un sensor de presión capacitivo MEMS que funciona a una temperatura extrema de 1000 K. En este trabajo se compara el diseño de un sensor de presión capacitivo MEMS basado en un diafragma que emplea láminas delgadas de 3C-SiC y Si. Se unió un diafragma de 3C-SiC con un espesor de 380 μm de sustrato de Si, y se forma un hueco de cavidad de 2,2 μm entre las obleas. Los diseños del sensor de presión capacitivo MEMS se simularon utilizando el software COMSOL ver 4.3 para comparar la deflexión del diafragma, el análisis del rendimiento capacitivo, la tensión de von Mises y el rendimiento total de la energía eléctrica. Ambos materiales están diseñados con la misma disposición dimensional con diferentes espesores del diafragma que son 1,0 μm, 1,6 μm, y 2,2 μm. Se observa que la película delgada de 3C-SiC es un material muy superior a la película delgada de Si desde el punto de vista mecánico, ya que soporta presiones y temperaturas aplicadas más elevadas. En el caso del 3C-SiC y el Si, la tensión de von Mises máxima alcanzada es de 148,32 MPa y 125,48 MPa, lo que corresponde a un valor de capacitancia de 1,93 pF y 1,22 pF, respectivamente. En términos de rendimiento eléctrico, la capacitancia de salida máxima de 1,93 pF se obtiene con menos energía total de 5,87 × 10-13 J, lo que supone un ahorro del 50% en comparación con el Si.

• Materias:Algoritmo de programación Interacción fluido-estructura Intercambiador de calor Minería colaborativa Variedades de arroz
• Subjects:Programming algorithm Fluid-structure interaction Heat exchanger Collaborative mining Rice varieties
• Palabras claves:Sensor de presión capacitivo MEMS, 3C, Si, película fina, SiC, μm, diafragma, pF, diseños de sensores de presión capacitivos MEMS, tensión máxima de von Mises.
• Keywords:MEMS capacitive pressure sensor, 3C, Si, thin film, SiC, μm, diaphragm, pF, MEMS capacitive pressure sensor designs, maximum von Mises stress