微测辐射热计的热学分析

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1、,半导体光电-!"";年-月第!:卷增刊王享田等#!微测辐射热计[’<的热学分析##################################################微测辐射热计U%2的热学分析王享田!宋建伟!吴志明!蒋亚东"电子科技大学光电信息学院#四川成都+!""P$$摘!要!!微测辐射热计[’<的热设计是非致冷红外探测器设计的难点和关键!针对>?推出的!;对其热性能作了分析"分析了桥面尺寸的减小对探测元被红外辐照!./!;!.>[’<后的温度变化率的影响"以及单个探测元在受红外辐照和偏置脉冲时的温度变化"并使用有限元分析软件<

2、9)L)1&"模拟了单个热绝缘结构在稳态工作时的温度场分布!关键词!!微测辐射热计!有限元!热设计!温度场中图分类号!89!%!文献标识码!<9@LIESMAB"’6788.8<@A&8-.-6&380(6;0<83/4&(80$M0(Q-3B(&5858<)7(04$)7-0>=D

3、+!""P$$)EF#2:B&346&%!8JG(JGQ.IFSGV*BAMR(JG.*4QMPMFM.G(GQ[’<*VIS*RR*4DF(OIASNGOTQMPFG.WJGAIADA4MMFGS*ARQIQGS.*4QMPMFM.G(GQSG(G4(MQ*VSGV*BAGS&[M4DV*ABMA(JG!;!./!;!.>[’?$*(V(JGQ.IFTGQRMQ.IA4GIAS(JGGRRG4(4M.*ABRQM.(JGS*.GAV*MA4JIABGMR(JG.*4QMPMFM.G(GQIQGIAIFO6GSIVWGFF

4、IV(JGUIQ*I(OMR(JG(G.TGQI(DQGRMQISG(G4(MQ4GFFDASGQ(JG*ARQIQGS*QQIS*I(*MAMQP*IVTDFG&8JG(G.TGQI(DQGR*GFSTQMR*FG*VV*.DFI(GSPODV*ABR*A*(GGFG.GA(IAIFOV*VVMR(WIQG<9)L)1&"WJGA(JG.*Q4QMPMFM.G(GQWMQNV*AV(GISOV(I(G&G-5H83=B%!.*4QMPMFM.G(GQ!R*A*(GGFG.GA(!(JGQ.IFSGV*BA!(G.TGQI(DQGR*GFS%!引言生

5、产的数量将是原来的#倍$而器件的光学系统的体积降低为原来的%*1$这将极大地降低整个器件近年来$红外探测技术作为对人类感官的补充的成本和体积$而且有利于在控制其体积不变的同和扩展$在民用和军用方面得到广泛的应用&过去$时增大其阵列数量$为制造分辨率更高的红外探测红外探测器需要被冷却到非常底的温度"ZZ2#才能器提供了条件&获得我们所想要的灵敏性$如今由于微制造技术的发展$特别是焦平面阵列技术的发展$使得我们有能!!微测辐射热计的热学原理力在常温下就获得具有很高的敏感性的红外探测图%所示为>?"IO(JGMA*ARQIQGS’%(器&这样制得的红外

6、探测器具有成本低)重量轻)MTGQI(*MAV#设计并已经投产的!;!./!;!.微测外形尺寸小)功耗小)响应波段宽等优势$使之能够辐射热计的一个探测单元&广泛的应用&微桥支撑结构的材料为具有良好红外吸收性能微测辐射热计作为一种热探测器件$对其热性的)*$桥腿厚"&;$桥面厚"&1$上面淀积-9#!.!.能的研究是至关重要的&相比之前;"的微测辐!.厚度为"&%的8+材料‘?$桥面距衬底!.5射热计$IO(JGMA公司!;的三层结构的微测辐!.’!(%!.&与双层结构相比$三层结构将桥腿完全隐射热计具有更小的尺寸$它的单个微桥面积减小为藏在上表面

7、的红外吸收层之下$这就相对地增大了原来的%*#$在阵列尺寸不变的情况下$单位硅片上有效红外吸收层的面积&另外被作为电学通道和支收稿日期!!""#$%%$!!&!撑臂的两条细长的桥腿设计的更长$这将有效地减+-Z+’KL;)@F*M)N@C@%N@K1K)NC@F;)’!O8.I#+’DAA.-/-0&L4367#""P##################################################少通过桥腿热量的流失!这两点都有利于提高微桥表!!#P!/微测辐射热计的工作参数表面热量的稳定性!有利于探测器的性能的提高!而参数数值这

8、种结构在半导体工艺上的难度相比双层结构并未阵列%9/8&-!"/!#"增大"-8+薄膜电阻尺寸)!.!;/