基于有限元法的12μm微测辐射热计单元设计

作     者：史佳欣 陈超 王军 SHI Jiaxin;CHEN Chao;WANG Jun

作者机构：电子科技大学光电科学与工程学院成都610054 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2020年第41卷第1期

页      面：15-19页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主　　题：微测辐射热计 小像元 非致冷红外焦平面探测器 有限元仿真 热电耦合分析 

摘      要：基于多物理场有限元分析与理论计算相结合的方法,采用Intellisuite软件完成了12μm×12μm微测辐射热计结构的设计与仿真,具体工作包括:单元结构二维版图及工艺流程设计和单元结构三维精确建模,结合实际MEMS结构的材料参数,进行了电学与热电耦合多物理场有限元仿真模拟分析。通过仿真优化获得探测单元的主要热电参数、响应时间和响应率,分别为:热导4.31×10-8 W/K、热容2.69×10-10 J/K、电压响应率(未经后端读出电路放大)7 200V/W、热响应时间6.24ms。采用所提出的微桥设计仿真方法,可显著提高器件设计效率和设计精度,缩短研发周期,可满足超大规模小像元非致冷红外焦平面探测器的设计要求。