硅基微结构气体传感器结构的有限元模拟分析

硅基微结构气体传感器结构的有限元模拟分析

杨广立¹，张彤^1,2，李春明¹

1. 吉林大学电子科学与工程学院, 长春 130023; 2. 中国科学院光机与物理研究所, 长春 130022

收稿日期:2003-04-04 修回日期:1900-01-01 出版日期:2003-10-26 发布日期:2003-10-26
通讯作者: 张彤

FEA Simulation and Analysis of Si-substrated Micro-Structural Gas Sensor

YANG Guang-li¹， ZHANG Tong^1,2， LI Chun-ming¹

1. College of Electronics Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130023, China;2. Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics Physics, Chinese Academy, Changchun 130022, China

Received:2003-04-04 Revised:1900-01-01 Online:2003-10-26 Published:2003-10-26
Contact: ZHANG Tong

摘要/Abstract

摘要： 利用金属铂的热阻、热敏特性, 以及SiO₂和SiN_x良好的绝热、绝缘特性, 设计一种以铂丝为加热层, 叉指状的金电极为敏感膜信号电极, SiO₂和SiN_x为隔热和电绝缘层的硅基微热板结构气敏元件. 并利用有限元分析工具ANSYS, 对所设计的硅基微结构气敏元件的加热器进行了稳态过程和瞬态过程的模拟和分析, 得到了元件表面的稳态热场分布和瞬态响应的分析结果.

关键词: 微加热器, 有限元分析, 稳态, 瞬态, 温度场, 响应时间

Abstract: Considering of the thermal resistant and sensitive char acteristics of metal platinum, as well as the heat and electricity insulating ch aracteristics of SiO₂ and SiN_x, we designed a kind of the Si-substrated micro structural gas sensor, which used platinum filament as heate r, gold electrodes with crossing fingers shape as sensitive film electrodes, SiO ₂ and SiN_x as thermal and electricity insulation. Then we simulated and analyzed the static and the transient processes of the heater of t he Si-substrated micro structural gas sensor using the finite element analysis ( FEA) tool ANSYS. The perfect results of the static temperature distributing and the transient response have been obtained.

Key words: MHP(micro-hotplate), FEA(finite element analysis), static, transie nt, temperature distributing, response time

中图分类号:

TP212

杨广立，张彤，李春明. 硅基微结构气体传感器结构的有限元模拟分析[J]. J4, 2003, 41(04): 510-512.

YANG Guang-li， ZHANG Tong， LI Chun-ming. FEA Simulation and Analysis of Si-substrated Micro-Structural Gas Sensor[J]. J4, 2003, 41(04): 510-512.

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