Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
권호 표지

Fabrication of Low Power Micro-heater for Micro-Gas Sensor I. The Thermal Distribution Analysis by The Finite Element Method

마이크로 가스센서를 위한 저전력 마이크로 히터의 제조 I. 유한요소법에 의한 열분포해석

  • Chung, Wan-Young (Dept. of Electronic Engineering, Semyung University) ;
  • Lim, Jun-Woo (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Lee, Duk-Dong (School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Yamazoe, Noboru (Dept. of Materials Science and Technology, Kyushu University)
  • Published : 1997.07.31
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Abstract

The micro heater with PSG/$Si_{3}N_{4}$ diaphragm and platinum heater pattern was designed for micro-gas sensor fabrication. The platinum heater and the platinum electrode for sensing layer were designed on the same plane and fabricated in the single photolithography process. The thermal analyses including temperature distribution over the diaphragm and power consumption of the heater were carried by finite element method. The thermal properties of the microsensor with both heater and sensing electrode on the same plane was compared with that of the typical microsensor which had the structure of sensing layer/insulator/heater on the diaphragm.

마이크로 가스센서 제조를 위해 PSG/$Si_{3}N_{4}$를 다이아프램으로 하고 Pt 패턴을 히터로 하는 마이크로 히터를 설계하였다. 백금히터와 감지막을 위한 백금전극을 동일평면에 설계하여 하나의 노광공정으로 실현하도록 센서의 형태를 가정하였다. 마이크로 가스센서의 가열부의 열적거동을 유한요소법에 의해 수치해석하므로써 다이아프램부분의 온도분포, 소비전력 및 감지막부분의 온도분포를 예측할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 히터와 감지막이 동일 평면에 이웃하는 구조의 센서와 일반적 마이크로센서구조인 감지막/절연막/히터의 구조를 갖는 센서의 열적거동을 비교 분석하였다.

Keywords